JP6306411B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。

半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板を収容した処理室内へ所定元素を含む原料を供給し、該原料を処理室内に封じ込める工程と、該原料を処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、処理室内を排気する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に膜を形成する成膜処理が行われることがある。

上述の成膜処理において、基板上に形成される膜の組成は、処理室内に封じ込める原料の種類により大きな影響を受ける。そのため、原料として単一種の原料を用いると、基板上に形成される膜の組成を変化させることが困難となることがある。

本発明の主な目的は、基板上に形成される膜の組成比の制御性を向上させることが可能な技術を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料と第２の元素を含むハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料を供給するハイドロ系原料供給系と、
前記処理室内へ第２の元素を含むハロゲン系原料を供給するハロゲン系原料供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した前記処理室内へ前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める処理と、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する処理を行わせるように、前記ハイドロ系原料供給系、前記ハロゲン系原料供給系および前記排気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。

本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料と第２の元素を含むハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明によれば、基板上に形成される膜の組成比の制御性を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本発明の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一部の概略構成図であり、処理炉の一部を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスを説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例１を説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例２を説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例３を説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例４を説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例６を説明する図である。 本発明の実施形態の成膜シーケンスの変形例８を説明する図である。 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。 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。 本発明の実施形態のインナーチューブの構造の他の例を示す図である。 本発明の実施例で形成した膜の深さ方向における組成分布を示す図である。

＜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。

（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。

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０３ｂと、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０３ａとで構成されている。

インナーチューブ２０３ｂは、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端（上端部）および下端（下端部）が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０３ｂの筒中空部には、薄膜形成処理の対象である基板としてのウエハ２００が複数多段に配列された状態で収容される。以下、インナーチューブ２０３ｂ内におけるウエハ２００の収容領域を、ウエハ配列領域（基板配列領域）とも呼ぶ。

インナーチューブ２０３ｂの上端部（天井部）２０３ｃは、後述する支持具としてのボート２１７の上端面（天板）２１７ａの少なくとも一部を覆うように構成されている。インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃは、ウエハ２００の表面の少なくとも一部を覆う構造ともいえる。インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃは、平坦に構成されたボート２１７の上端面２１７ａと平行に、また、ウエハ２００の表面と平行に設けられており、少なくともその内面が平坦な構造を有している。インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの外面も平坦な構造を有している。インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃは、インナーチューブ２０３ｂの側壁部の上端からインナーチューブ２０３ｂの内側に向かって延出していることから、延出部と呼ぶこともできる。インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの中央部（中心部）には、インナーチューブ２０３ｂの内部と、後述するアウターチューブ２０３ａの内部と、を連通させる連通部（開口部）２７０が設けられている。すなわち、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃは、その中央部に開口部を有するドーナツ状（リング状）の板状部材（プレート）で構成されている。この形状から、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃを、オリフィス状部材、もしくは、単に、オリフィスと呼ぶこともできる。連通部２７０は、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの中央部以外の部分、例えば、上端部２０３ｃの周縁部等に設けるようにしてもよく、更には、インナーチューブ２０３ｂの側壁部に設けるようにしてもよい。但し、連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂの側壁部に設ける場合は、ウエハ配列領域よりも上方であって、上端部２０３ｃの近傍に設けるか、或いは、ウエハ配列領域よりも下方であって、後述する複数の断熱板２１８が多段に配列される断熱板配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分に設けるのが好ましい。

アウターチューブ２０３ａは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０３ｂの外径よりも大きく、上端（上端部）が閉塞し、下端（下端部）が開口した円筒形状に形成されている。アウターチューブ２０３ａは、インナーチューブ２０３ｂと同心円状に設けられている。アウターチューブ２０３ａの上端部（天井部）は、インナーチューブ２０３ｂの上端部（天井部）２０３ｃを覆うように構成されている。

アウターチューブ２０３ａの上端部は、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃと平行に、また、ボート２１７の上端面（天板）２１７ａと平行に、また、ウエハ２００の表面と平行に設けられており、少なくともその内面が平坦な構造を有している。すなわちアウターチューブ２０３ａの上端部の内面は平面にて構成される。アウターチューブ２０３ａの上端部の外面も平坦な構造を有しており、平面にて構成される。アウターチューブ２０３ａの上端部は、その厚さが、アウターチューブ２０３ａの側壁部の厚さよりも厚くなるように構成されており、アウターチューブ２０３ａの内部を所定の真空度とした場合においても、アウターチューブ２０３ａの強度を保つことができるように構成されている。アウターチューブ２０３ａの上端部は、その厚さが、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃやインナーチューブ２０３ｂの側壁部よりも厚くなるように構成されている。

主に、上述の構造のアウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとで処理室２０１が構成されることとなる。処理室２０１は、ウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列させた状態で収容可能に構成されている。

上述のアウターチューブ２０３ａおよびインナーチューブ２０３ｂの構造により、実質的な処理室２０１の体積（容積）を小さくすることができ、後述する処理ガスが分解することで活性な物質（以下、活性種ともいう）が生成される領域を制限し（最小限に狭くし）、多種の活性種の生成を抑えることが可能となる。

すなわち、アウターチューブ２０３ａの上端部（天井部）の内面と、インナーチューブ２０３ｂの上端部（天井部）２０３ｃの外面と、をそれぞれ平坦に構成するフラット−フラット構造により、これらの天井部に挟まれる空間の体積（容積）を小さくすることができる。これにより、実質的な処理室２０１の体積（容積）を小さくすることができ、処理ガスが分解して活性種が生成される領域を制限し（減少させ）、多種の活性種の生成を抑えることが可能となる。また、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの内面を平坦に構成しつつ、平坦に構成されたボート２１７の上端面２１７ａの少なくとも一部をこのインナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃで覆うフラット−フラット構造により、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの内面とボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間の体積（容積）を小さくすることができる。これにより、実質的な処理室２０１の体積（容積）を更に小さくすることができ、処理ガスが分解して活性種が生成される領域を更に制限し（減少させ）、多種の活性種の生成を更に抑えることが可能となる。

また、アウターチューブ２０３ａの上端部（天井部）の内面とインナーチューブ２０３ｂの上端部（天井部）２０３ｃの外面とに挟まれる空間の体積、および、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの内面とボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間の体積をそれぞれ小さくすることで、これらの空間で生成された活性種を消費させやすくすることができる。その結果、これらの空間における活性種の濃度を適正に低減させることが可能となる。

すなわち、アウターチューブ２０３ａの天井部の内面とインナーチューブ２０３ｂの天井部の外面とに挟まれる空間の体積に対する表面積の割合（表面積／体積）を大きくすることで、「この空間で生成される活性種の量」に対する「この空間の表面（アウターチューブ２０３ａやインナーチューブ２０３ｂ等の部材の表面）に接触することで消費される活性種の量」の割合（消費量／生成量）を増加させることができる。同様に、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの内面とボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間の体積に対する表面積の割合（表面積／体積）を大きくすることで、「この空間で生成される活性種の量」に対する「この空間の表面（インナーチューブ２０３ｂやボート２１７等の部材の表面）に接触することで消費される活性種の量」の割合（消費量／生成量）を増加させることができる。すなわち、これらの空間を、体積に対して表面積の割合が大きな空間とすることで、これらの空間で生成された活性種を消費させやすくすることができる。その結果、これらの空間における活性種の濃度を適正に低減させることが可能となる。

また、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃがボート２１７の上端面（天板）２１７ａの少なくとも一部を覆い、さらに、連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃに設けた構造により、ボート２１７の上端面２１７ａよりも上方の空間、もしくは、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間の空間で生成された反応種としての活性種がウエハ２００へ到達するまでの距離を伸ばすことができ、この活性種がウエハ２００に接触するのを抑制することができる。

すなわち、上述のように構成した結果、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの内面とボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間で生成された活性種は、ボート２１７の上端面２１７ａの端部（エッジ）を迂回しなければウエハ２００に到達することができなくなる。また、上述のように構成した結果、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃに設けられた連通部２７０は、ボート２１７の上端面２１７ａに塞がれるように、ボート２１７の上端面２１７ａと対向することとなる。そのため、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとに挟まれる空間で生成された活性種は、その空間を移動し、連通部２７０を通過した後、ボート２１７の上端面２１７ａの端部を迂回しなければウエハ２００に到達することができなくなる。このように、ボート２１７の上端面２１７ａよりも上方の空間、もしくは、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間の空間で生成された活性種をそれぞれ迂回させることで、これらの活性種がウエハ２００へ到達するまでの距離（経路）を伸ばすことができ、ウエハ２００に到達する前に消費させることができる。すなわち、これらの部位で生成された活性種がウエハ２００に接触するのを抑制することが可能となる。特に、連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの中央部に設けた場合、連通部２７０を通過した活性種がウエハ２００へ到達するまでの距離を最大限に伸ばすことができ、この活性種がウエハ２００に接触するのを抑制しやすくなる。

これらの構造により、処理室２０１内、特にウエハ配列領域における活性種の濃度分布を均一化させることが可能となる。また、ボート２１７の上端面２１７ａよりも上方の空間、もしくは、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間の空間で生成された活性種による膜厚、膜質への影響を抑制することも可能となる。結果として、ウエハ２００上に形成される薄膜のウエハ面内および面間における膜厚および膜質の均一性を向上させることが可能となる。

また、上述の構造において、更に、インナーチューブ２０３ｂの側壁の内壁（以下、単に、インナーチューブ２０３ｂの内壁ともいう）とウエハ２００の端部との間の距離を小さくするのが好ましい。例えば、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離は、隣接するウエハ２００間の距離（ウエハ配列ピッチ）と同等もしくはそれよりも小さくするのが好ましい。ただし、図２に示すように、後述するボート２１７は、ウエハ２００を支持する係止溝２１７ｂが設けられるボート柱（ボート支柱）２１７ｃを有しており、ボート柱２１７ｃはウエハ２００よりも外側に位置している。そのため、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離を小さくしようとすると、インナーチューブ２０３ｂの内壁とボート柱２１７ｃとが接触してしまい、それ以上は、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離を狭めることができない。すなわち、ボート柱２１７ｃがインナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離を小さくするのを妨げることとなる。そこで、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離をより小さくするために、例えば、図２に示すように、インナーチューブ２０３ｂの内壁のボート柱２１７ｃに対応する部分に、ボート柱２１７ｃを避けるスペース（凹部）としてのボート柱溝２０３ｄを設けるようにするのが好ましい。図２は、便宜上、インナーチューブ２０３ｂと、ボート２１７と、ボート２１７により支持されるウエハ２００だけを抜き出して示している。

この構造、すなわち、インナーチューブ２０３ｂの内壁にボート２１７を構成する部材を避けるように凹部を設けた構造により、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離を極限まで小さくすることが可能となる。

このように、インナーチューブ２０３ｂの内壁とウエハ２００の端部との間の距離を極限まで小さくすることにより、実質的な処理室２０１の体積を小さくすることができ、活性種が生成される領域を減らし、多種の活性種の生成を抑えることができる。この構造により、更に、活性種の膜厚、膜質への影響を抑制することができ、更に、ウエハ面内および面間で均一な膜厚および膜質を実現することが可能となる。

このような構造の上端部２０３ｃと側壁部とを有するインナーチューブ２０３ｂの形状を、純粋な円筒形状に対し、略円筒形状と称することもできる。

アウターチューブ２０３ａの下方には、アウターチューブ２０３ａと同心円状にマニホールド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は、インナーチューブ２０３ｂとアウターチューブ２０３ａとに係合しており、これらを支持するように設けられている。マニホールド２０９とアウターチューブ２０３ａ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、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。主に、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器（処理容器）が構成される。

マニホールド２０９には、ガス導入部としてのノズル２４９ａ〜２４９ｄが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように、また、処理室２０１内に連通するように接続されている。ノズル２４９ａ〜２４９ｄは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ノズル２４９ａ〜２４９ｄには、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄがそれぞれ接続されている。このように、反応管２０３には、４本のノズル２４９ａ〜２４９ｄと、４本のガス供給管２３２ａ〜２３２ｄとが設けられており、処理室２０１内へ複数種類の処理ガスを供給することができるように構成されている。

ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ〜２４１ｄおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ〜２４３ｄがそれぞれ設けられている。また、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄのバルブ２４３ａ〜２４３ｄよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｅ〜２３２ｈがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｅ〜２３２ｈには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４１ｅ〜２４１ｈおよび開閉弁であるバルブ２４３ｅ〜２４３ｈがそれぞれ設けられている。また、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄの先端部には、上述のノズル２４９ａ〜２４９ｄがそれぞれ接続されている。

ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含むハイドロ系原料として、例えば、所定元素としてのシリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）とを含む有機シラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。

有機シラン原料ガスとは、気体状態の有機シラン原料、例えば、常温常圧下で液体状態である有機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有機シラン原料等のことである。なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「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。従って、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。

有機シラン原料としては、ＳｉとＣと水素（Ｈ）の３元素のみで構成される有機化合物を用いることが好ましい。すなわち、有機シラン原料としては、その化学構造式中（１分子中）に、ＳｉとＣとの化学結合（Ｓｉ−Ｃ結合）と、ＳｉとＨとの結合（Ｓｉ−Ｈ結合）と、ＣとＨとの化学結合（Ｃ−Ｈ結合）と、をそれぞれ含む有機化合物を用いることが好ましい。また、有機シラン原料としては、その化学構造式中に、Ｃの鎖状構造を含む鎖式化合物（非環式化合物）、すなわち、その分子内のＣが鎖状に結合、すなわち、直線状であって環を一つも有さない分子構造を構成している有機化合物を用いることが好ましい。鎖式化合物としては、分岐を有さない直鎖化合物だけでなく、分岐を有する鎖式化合物を用いることができる。具体的には、有機シラン原料としては、その化学構造式中に、Ｃが鎖状に結合した鎖状骨格と、この鎖状骨格を構成するＣに結合したＳｉと、これら鎖状骨格を構成するＣおよびこれに結合するＳｉにそれぞれ結合したＨと、を含む有機化合物を用いることが好ましい。また、有機シラン原料としては、Ｃを１つしか有さない有機化合物、すなわち、Ｃの鎖状構造を有さない有機化合物を用いることも可能である。有機シラン原料は、ＳｉＣ膜を形成する際のＳｉ源（シリコンソース）およびＣ源（カーボンソース）として作用する。

有機シラン原料としては、例えば、１，４−ジシラブタン（Ｓｉ_２Ｃ_２Ｈ_１０、略称：ＤＳＢ）を用いることができる。有機シラン原料として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、有機シラン原料ガス（ＤＳＢガス）として供給することとなる。

ガス供給管２３２ｂからは、所定元素を含むハロゲン系原料として、例えば、所定元素としてのＳｉおよびハロゲン元素としての塩素（Ｃｌ）を含むハロシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。

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言える。ハロシラン原料ガスとしては、その化学構造式中にＳｉとハロゲン元素との化学結合を含むハロゲン化物を用いることが好ましい。すなわち、ハロシラン原料ガスとしては、その化学構造式中に、Ｓｉ−Ｃｌ結合、Ｓｉ−Ｆ結合、Ｓｉ−Ｂｒ結合、Ｓｉ−Ｉ結合からなる群より選択される少なくとも１つの化学結合を含むハロゲン化物を用いることが好ましい。また、ハロシラン原料ガスとしては、Ｃ非含有のハロゲン化物、すなわち、Ｃソースとして作用しない無機ハロゲン化物を用いるのが好ましい。

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（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。ＨＣＤＳのように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、ハロシラン原料ガス（ＨＣＤＳガス）として供給することとなる。

ガス供給管２３２ｃからは、上述の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、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。酸素含有ガスは、後述する基板処理工程において、酸化ガス、すなわち、Ｏソース（酸化剤）として作用する。酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｃからは、上述の原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、硼素（Ｂ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃ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。硼素含有ガスとしては、例えば、ボラン系ガスを用いることができる。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（ＢＨ_３）やジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）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、後述する基板処理工程において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（ＢＣｌ_３）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｄからは、上述の原料ガスとは化学構造が異なる反応ガスとして、例えば、窒素（Ｎ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。窒素含有ガスとしては、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、後述する基板処理工程において、窒化ガス、すなわち、Ｎソース（窒化剤）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（ＮＨ_３）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｅ〜２３２ｈからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４１ｅ〜２４１ｈ、バルブ２４３ｅ〜２４３ｈ、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄ、ノズル２４９ａ〜２４９ｄを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。不活性ガスは、後述する基板処理工程において、パージガス、或いは、キャリアガスとして作用する。不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスを用いることができる。

各ガス供給管から上述のようなガスをそれぞれ流す場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、ハイドロ系原料供給系が構成される。ノズル２４９ａをハイドロ系原料供給系に含めて考えてもよい。ハイドロ系原料供給系を、ハイドロ系原料ガス供給系と称することもできる。ハイドロ系原料として有機シラン原料を流す場合、ハイドロ系原料供給系を、有機シラン原料供給系、或いは、有機シラン原料ガス供給系と称することもできる。

また、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、ハロゲン系原料供給系が構成される。ノズル２４９ｂをハロゲン系原料供給系に含めて考えてもよい。ハロゲン系原料供給系を、ハロゲン系原料ガス供給系と称することもできる。ハロゲン系原料としてハロシラン原料を流す場合、ハロゲン系原料供給系を、ハロシラン原料供給系、或いは、ハロシラン原料ガス供給系と称することもできる。

また、ガス供給管２３２ｃから酸素含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、酸素含有ガス供給系が構成される。ノズル２４９ｃを酸素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。酸素含有ガス供給系を、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。

また、ガス供給管２３２ｃから硼素含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、硼素含有ガス供給系が構成される。ノズル２４９ｃを硼素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管２３２ｃからボラン系ガスを流す場合、硼素含有ガス供給系を、ボラン系ガス供給系、或いは、ボラン供給系と称することもできる。

また、主に、ガス供給管２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより、窒素含有ガス供給系が構成される。ノズル２４９ｄを窒素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。窒素含有ガス供給系を、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２３２ｄから窒化水素系ガスを流す場合、窒素含有ガス供給系を、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。

また、ガス供給管２３２ｅ〜２３２ｈ、ＭＦＣ２４１ｅ〜２３２ｈ、バルブ２４３ｅ〜２４３ｈ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、或いは、キャリアガス供給系と称することもできる。

なお、ハイドロ系原料供給系およびハロゲン系原料供給系のうち少なくともいずれかを、原料供給系、或いは、原料ガス供給系と称することもできる。また、酸素含有ガス供給系、窒素含有ガス供給系および硼素含有ガス供給系のうち少なくともいずれかを、反応ガス供給系と称することもできる。また、上述の原料（原料ガス）および反応ガスを、処理ガスと称することもでき、この場合、原料供給系（原料ガス供給系）および反応ガス供給系のうち少なくともいずれかを、処理ガス供給系と称することもできる。

マニホールド２０９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は、インナーチューブ２０３ｂとアウターチューブ２０３ａとの間の隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。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および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。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。

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２２０が設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述するボート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、後述するボート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、プロセスチューブ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。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。

支持具としてのボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に支持するように構成されている。図１、図２に示すように、ボート２１７は、少なくとも、ボート２１７の上端面を構成する天板２１７ａと、複数本、ここでは、４本のボート柱２１７ｃと、を有している。

天板２１７ａは平坦な板状部材として構成されており、ウエハ２００の上部、すなわち、ウエハ配列領域の最上位（最上部）に配置されたウエハ２００の上部（平坦面）を全体的に覆うように構成されている。これにより、ボート２１７の上端面２１７ａよりも上方の空間で生成された活性種がウエハ２００に到達するまでの距離を伸ばすことができる。また、天板２１７ａは、ボート２１７が処理室２０１内に搬入された際、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃに設けられた連通部２７０と対向するように、すなわち、連通部２７０を塞ぐように構成されている。これにより、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間の空間で生成された活性種が、連通部２７０を通過した後、ウエハ２００に到達するまでの距離を伸ばすことができ、この活性種がウエハ２００に接触するのを抑制することができる。これらの結果、ウエハ２００上に形成される薄膜のウエハ面内および面間での膜厚および膜質均一性を向上させることが可能となる。

それぞれのボート柱２１７ｃには、複数枚、例えば、２５〜２００枚のウエハ２００を支持する係止溝（スロット）２１７ｂが複数設けられている。それぞれのボート柱２１７ｃは、インナーチューブ２０３ｂの内壁に設けられたボート柱溝２０３ｄの内部に、ボート柱溝２０３ｄとは非接触状態で、収容されるように設けられている。全ての係止溝２１７ｂにウエハ２００を装填した際、ウエハ配列領域の最上位に配置されるウエハ２００と天板２１７ａとの間の間隔は、隣接するウエハ２００間の距離（ウエハ配列ピッチ）と同等になるように構成されている。これにより、ボート２１７が処理室２０１内に搬入された際、実質的な処理室２０１の体積（容積）を小さくすることができ、処理ガスが分解して活性種が生成される領域を制限し（最小限に狭くし）、多種の活性種の生成を抑えることができる。そして、活性種の膜厚、膜質への影響を抑制することができ、ウエハ面内および面間で均一な膜厚および膜質を実現することが可能となる。

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おり、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるように構成されている。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。処理室２０１内（処理容器内）における断熱板２１８の収容領域を、断熱板配列領域とも呼ぶ。

プロセスチューブ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ように構成されている。温度センサ２６３は、Ｌ字型に構成されており、その水平部はマニホールド２０９を貫通するように設けられており、その垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。

図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。

記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈ、バルブ２４３ａ〜２４３ｈ、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等に接続されている。

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｈ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、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。

コントローラ１２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、この外部記憶装置１２３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態のコントローラ１２１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１２３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。

（２）基板処理工程
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。

図４に示す成膜シーケンスでは、
基板としてのウエハ２００を収容した処理室２０１内へハイドロ系原料としてのＤＳＢガスとハロゲン系原料としてのＨＣＤＳガスとを供給して、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとを処理室２０１内に封じ込めるステップＡと、
ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとを処理室２０１内に封じ込めた状態を維持するステップＢと、
処理室２０１内を排気するステップＣと、
を含む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を含む膜として、Ｃが微量に添加（ドープ）されたシリコン膜、すなわち、Ｃ含有Ｓｉ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ Ｓｉ膜）を形成する例について説明する。

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

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

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る。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。

（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。この時、ウエハ配列領域の全領域にわたり空きスロットが生じないように、ウエハ２００を装填する。これにより、基板処理中における実質的な処理室２０１の体積（容積）を小さくすることができ、処理ガスが分解して活性種が生成される領域を制限し（最小限に狭くし）、多種の活性種の生成を抑えることができる。そして、活性種の膜厚、膜質への影響を抑制することができ、ウエハ面内および面間で均一な膜厚および膜質を実現することが可能となる。特に、ウエハ配列領域のうち、少なくとも連通部２７０に近い部分（本実施形態ではウエハ配列領域の上部）に空きスロットが生じないようにウエハ２００を装填することで、連通部２７０に近い領域の体積（容積）を小さくすることができ、連通部２７０の近傍における活性種の発生を抑えることができる。その結果、連通部２７０の近傍に配置されたウエハ２００に対する活性種の膜厚、膜質への影響を適正に抑制することが可能となる。

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内に搬入（ボートロード）され、複数枚のウエハ２００は処理室２０１内に収容される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して、処理容器の下端、すなわち、マニホールド２０９の下端をシールした状態となる。

（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、バルブ２４３ｅ〜２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｅ〜２４３ｈから、例えば毎分数リットルのＮ_２ガスを、ＭＦＣ２４１ｅ〜２４１ｈ、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｄ、ノズル２４９ａ〜２４９ｄを介して処理室２０１内に供給する。処理室２０１内を任意の圧力としてＮ_２パージを数分間実施し、その後、Ｎ_２ガスの供給を止め、Ｎ_２パージを終える。

その後、ＡＰＣバルブ２４４を全開とした状態で、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気して、処理室２０１内のベース圧力を、例えば１Ｐａ以下にする。処理室２０１内の圧力が１Ｐａ以下になったところで、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じる。このとき、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく、僅かに開いておくようにしてもよい。

（Ｃ含有Ｓｉ膜形成工程）
ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態で、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内にＤＳＢガスを流す。ＤＳＢ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。同時に、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内にＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳ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。所定時間経過したら、バルブ２４３ａ，２４３ｂを同時に閉じ、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内への供給を停止する。これらの操作により、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとを処理室２０１内に封じ込める（ステップＡ）。

ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内への供給を停止したら、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じた状態を所定時間（反応継続時間）継続し、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとを処理室２０１内へ封じ込めた状態を維持する（ステップＢ）。

ステップＡ、または、ステップＡおよびステップＢでは、処理室２０１内におけるＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの拡散を促進するため、バルブ２４３ｅ，２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ，２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して、処理室２０１内にＮ_２ガスを流すようにしてもよい。また、ノズル２４９ｃ，２４９ｄ内へのＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｇ，２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈ，２３２ｃ，２３２ｄ、ノズル２４９ｃ，２４９ｄを介して処理室２０１内にＮ_２ガスを流すようにしてもよい。

ステップＡ、または、ステップＡおよびステップＢでは、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じることなく僅かに開いておくことで、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスを僅かに排気してガスの流れを僅かに形成するようにしてもよい。この場合、ステップＡ、または、ステップＡおよびステップＢにおいて、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、その際、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内からの排気レートを、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持することで、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスを僅かに排気するようにしてもよい。すなわち、ステップＡ、または、ステップＡおよびステップＢにおいて、トータルでの処理室２０１内からの排気レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス排気量、すなわち、排気流量（体積流量））を、トータルでの処理室２０１内への供給レート（所定の圧力における単位時間あたりのトータルでのガス供給量、すなわち、供給流量（体積流量））よりも小さくした状態を維持することで、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスを僅かに排気するようにしてもよい。この場合、例えば、ステップＡにおいて、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスを処理室２０１内へ供給しつつ処理室２０１内から排気し、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内からの排気レートをＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を形成し、ステップＢにおいて、その状態を維持することとなる。

このように、処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するようにしたり、各ガスを供給しつつ僅かに排気したりするようにしても、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じる場合と実質的に同様な封じ込め状態を形成することができる。よって本明細書では、このように処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気するような状態をも、封じ込めた状態に含めて考えることとしている。すなわち、本明細書において「封じ込め」という言葉を用いた場合は、ＡＰＣバルブ２４４を完全に閉じて処理室２０１内の排気を停止する場合の他、ＡＰＣバルブを完全に閉じることなく僅かに開き、処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内からの排気レートを、処理室２０１内に供給されるガスの処理室２０１内への供給レートよりも小さくした状態を維持し、処理室２０１内に供給されるガスを僅かに排気する場合をも含む。

ステップＡでは、ＭＦＣ２４１ａで制御するＤＳＢガスの供給流量を、例えば１００ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。また、ＭＦＣ２４１ｂで制御するＨＣＤＳガスの供給流量を、例えば１００ｓｃｃｍ〜２７００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの供給流量の合計が２００ｓｃｃｍ未満となると、ウエハ２００上に形成されるＣ含有Ｓｉ膜の成膜レートが極端に低下したり、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜が困難となったりすることがある。また、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの供給流量の合計が３０００ｓｃｃｍを超えると、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートが極端に増加し、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜厚均一性や段差被覆性等が低下することがある。また、ステップＡ、または、ステップＡおよびステップＢでは、ＭＦＣ２４１ｅ〜２４１ｈで制御するＮ_２ガスの供給流量を、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。

また、ステップＡでは、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの供給時間を、それぞれ、例えば１秒〜６０秒の範囲内の時間とする。ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの供給時間をそれぞれ１秒未満とすることは、バルブ制御上困難である。ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの供給時間がそれぞれ６０秒を超えると、ステップＡ〜ステップＣに要する合計時間が長くなりすぎ、成膜処理の生産性低下を招いてしまうことがある。すなわち、ステップＡでは、適切な量のＤＳＢガス、適切な量のＨＣＤＳガスをそれぞれ短時間に供給し（ステップＡの実施時間はできるだけ短くし）、反応継続時間（ステップＢの実施時間）をできるだけ長くするのが望ましい。

また、ステップＢでは、ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスの処理室２０１内への封じ込め状態を維持する時間（反応継続時間）を、例えば０．５〜３０分、好ましくは０．５〜２０分、より好ましくは０．５〜１０分の範囲内の時間とする。なお、処理条件によっては、反応継続時間を数分、例えば２〜５分とすることも可能である。反応継続時間を０．５分未満、すなわち、３０秒未満とすると、後述するＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応が充分に進行せず、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートが極端に低下したり、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜が困難となったりすることがある。反応継続時間が３０分を超えると、処理室２０１内に封じ込められたＤＳＢガスやＨＣＤＳガスが消費されてその量が少なくなり、成膜に必要な反応は生じるものの、反応効率が低下してしまう。すなわち、その状態を継続しても、成膜レートが低下した状態での成膜を継続することとなる。すなわち、反応継続時間を長くしすぎると、成膜処理の生産性低下を招いてしまうことがある。反応継続時間を３０分以下、好ましくは２０分以下、より好ましくは１０分以下とすることで、反応効率が高い状態、すなわち、成膜レートが高い状態で反応を継続させることが可能となる。

また、ステップＡでは、ステップＢでの処理室２０１内の圧力（全圧）、或いは、ステップＢでの処理室２０１内におけるＤＳＢガスの分圧とＨＣＤＳガスの分圧との合計分圧が、例えば２０〜４００Ｐａの範囲内の圧力となるように、各ガスの供給流量、供給時間を、上述の範囲内でそれぞれ設定する。処理室２０１内の圧力、或いは、処理室２０１内におけるＤＳＢガスの分圧とＨＣＤＳガスの分圧との合計分圧が２０Ｐａ未満となると、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートが極端に低下したり、Ｃ含有Ｓｉ膜の形成が困難となったりすることがある。処理室２０１内の圧力、或いは、処理室２０１内におけるＤＳＢガスの分圧とＨＣＤＳガスの分圧との合計分圧が４００Ｐａを超えると、過剰な気相反応（ＣＶＤ反応）が生じることで、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜厚均一性や段差被覆性が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまうことがある。また、後述するステップＣにおける処理室２０１内の排気に要する時間が長くなってしまい、成膜処理の生産性を低下させてしまうことがある。

また、ステップＡでは、ステップＢでの処理室２０１内におけるＨＣＤＳガスの量（分圧）に対するＤＳＢガスの量（分圧）の比率（ＤＳＢガスの量（分圧）／ＨＣＤＳガスの量（分圧））が、例えば１／９以上１以下、好ましくは１／９以上１／４以下となるように、各ガスの供給流量、供給時間を、上述の範囲内でそれぞれ設定する。上述の比率、すなわち、Ｃソースとして作用しない原料ガス（ＨＣＤＳガス）の量（分圧）に対するＣソースとして作用する原料ガス（ＤＳＢガス）の量（分圧）の比率を調整することで、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜中におけるＳｉ成分とＣ成分との比率、すなわち、組成比を制御することが可能となる。例えば、上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）を小さくする（減らす）ことで、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を小さく（低く）することが可能となる。また、上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）を大きくする（増やす）ことで、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を大きく（高く）することが可能となる。

但し、上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）が１を超えると、Ｃソースとしても作用するＤＳＢガスの量がＨＣＤＳガスの量に対して過剰となることで、ＤＳＢガスに含まれるＣ成分が、ウエハ２００上に形成される後述するＣ含有Ｓｉ層中に過剰に添加されることがある。その結果、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度が、１０ａｔ％を超え、例えば３０ａｔ％に達してしまうことがある。すなわち、ウエハ２００上に、Ｃを微量に含むＣ含有Ｓｉ膜ではなく、ＳｉＣ膜が形成されてしまうことがある。また、ＤＳＢガスの量に対するＨＣＤＳガスの量が不足することで、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応が進行しにくくなる。すなわち、後述するように触媒的に作用するＨＣＤＳガスの量が不足することで、Ｃ含有Ｓｉ層の形成反応が進行しにくくなる。その結果、ウエハ２００上へのＣ含有Ｓｉ層の形成レート、すなわち、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜の成膜レートが低下することがある。また、成膜に寄与しないＤＳＢガスの消費量が増加することで、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜コストの増加を招いてしまうことがある。

上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）を１以下、さらには１／４以下とすることで、Ｃ含有Ｓｉ膜中へのＣ成分の過剰な添加を抑制することが可能となる。その結果、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を、例えば１０ａｔ％以下、さらには５ａｔ％以下とすることが可能となる。すなわち、ウエハ２００上に、ＳｉＣ膜ではなく、Ｃを微量に含むＣ含有Ｓｉ膜を形成することが可能となる。また、ＤＳＢガスの量に対し、触媒的に作用するＨＣＤＳガスの量を充分に確保することで、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応を適正に進行させ、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートを高めることが可能となる。また、成膜に寄与しないＤＳＢガスの消費量を低減させ、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜コストを低減させることが可能となる。

また、上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）が１／９未満となると、Ｃソースとしても作用するＤＳＢガスの量がＨＣＤＳガスの量に対して不足することで、Ｃ含有Ｓｉ層中へのＣ成分の添加量が不足しやすくなる。そして、ウエハ２００上に形成されるＣ含有Ｓｉ層、すなわち、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜が多結晶化（ポリ化）しやすくなる。その結果、Ｃ含有Ｓｉ膜の表面モフォロジ構造（以下、単にモフォロジとも呼ぶ）が悪化しやすくなり、例えば、Ｃ含有Ｓｉ膜表面にピンホール等が発生しやすくなる。特に、ウエハ２００上に形成するＣ含有Ｓｉ膜の膜厚を薄くする場合は、多結晶化によるモフォロジへの影響が顕著となる。また、Ｃｌを含むＨＣＤＳガスの量がＤＳＢガスの量に対して過剰となることで、ＨＣＤＳガスに含まれるＣｌ等の不純物がＣ含有Ｓｉ膜中に多く取り込まれ、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜質が低下してしまうことがある。

上述の比率（ＤＳＢ／ＨＣＤＳ）を１／９以上、さらには１／４以上とすることで、Ｃ含有Ｓｉ膜中に適正な量のＣ成分を添加することが可能となる。例えば、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を、例えば２ａｔ％以上、さらには５ａｔ％以上とすることが可能となる。これにより、Ｃ含有Ｓｉ膜の多結晶化を抑制し、Ｃ含有Ｓｉ膜をアモルファス状態の膜とすることが可能となる。その結果、Ｃ含有Ｓｉ膜を、モフォロジの良好な、ピンホールのないスムーズな膜とすることが可能となる。また、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜を、Ｃｌ等の不純物濃度の低い良質な膜とすることが可能となる。

また、ステップＡ，Ｂでは、ウエハ２００の温度が、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合に、ＤＳＢが熱的に分解しないような温度、或いは、分解し難くなるような温度となるように、ヒータ２０７の温度を設定する。具体的には、ウエハ２００の温度が、例えば、３００℃以上４５０℃以下、好ましくは、３５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは、３５０℃以上４００℃以下の範囲内の温度となるように、ヒータ２０７の温度を設定する。

ウエハ２００の温度が３００℃未満となると、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの後述する反応が進行しにくくなり、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートが極端に低下したり、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜が困難となったりすることがある。また、Ｃ含有Ｓｉ膜中に不純物が残留しやすくなり、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜質が低下しやすくなる。

ウエハ２００の温度を３００℃以上とすることで、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応を進行させることが可能となり、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートを向上させることが可能となる。また、Ｃ含有Ｓｉ膜中に残留する不純物の量を低減させることができ、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜質を向上させることが可能となる。また、ウエハ２００の温度を３５０℃以上とすることで、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートをさらに向上させ、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜質をさらに向上させることが可能となる。

但し、ウエハ２００の温度が４５０℃を超えると、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの後述する反応が強くなり過ぎる（過剰な気相反応が生じる）ことで、Ｃ含有Ｓｉ膜の面内膜厚均一性や段差被覆性等が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまうことがある。また、処理室２０１内で発生するパーティクルの量が増加しやすくなり、Ｃ含有Ｓｉ膜の膜質を低下させてしまうことがある。また、ＤＳＢガスに含まれるＳｉ−Ｃ結合が切断されることでＣ含有Ｓｉ膜中からＣが脱離しやすくなり、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度が、所望しない濃度にまで低下することがある。

ウエハ２００の温度を４００℃以下とすることで、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応を適正に進行させつつ、過剰な気相反応の発生を抑制することが可能となる。結果として、Ｃ含有Ｓｉ膜の面内膜厚均一性や段差被覆性を向上させることが可能となる。また、処理室２０１内におけるパーティクルの発生も抑制することが可能となる。また、ＤＳＢガスに含まれるＳｉ−Ｃ結合の切断を抑制することが可能となり、Ｃ含有Ｓｉ膜中からのＣの脱離を抑制することが可能となる。

よって、ウエハ２００の温度は、３００℃以上４５０℃以下、好ましくは、３５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは、３５０℃以上４００℃以下の範囲内の温度とするのがよい。

上述の条件下でステップＡ，Ｂを行うことにより、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとが処理室２０１内で反応する。この際、ＨＣＤＳガスに含まれるＣｌの作用により、ＤＳＢガスにおけるＳｉとＨとの結合（Ｓｉ−Ｈ結合）が切断される。ＤＳＢガスは、Ｈが分離することでＳｉの未結合手（ダングリングボンド）を有することとなり、活性な物質、すなわち、活性種となる。また、ＨＣＤＳガスにおけるＳｉとＣｌとの結合（Ｓｉ−Ｃｌ結合）も切断される。ＨＣＤＳガスは、Ｃｌが分離することでＳｉの未結合手を有することとなり、ＤＳＢガスと同様に、活性な物質、すなわち、活性種となる。ＨやＣｌが分離することで活性な状態となったこれらの活性種は、ウエハ２００上に速やかに吸着、堆積し、その過程で互いに反応することとなる。この反応の結果、ＤＳＢガスに含まれるＳｉと、ＨＣＤＳガスに含まれるＳｉとの化学結合、すなわち、Ｓｉ−Ｓｉ結合が形成される。また、ＤＳＢガスに含まれるＣと、ＨＣＤＳガスに含まれるＳｉとの化学結合、すなわち、Ｓｉ−Ｃ結合が形成されることもある。

上述の一連の反応が進行することにより、ウエハ２００上に、Ｃが微量に添加されたシリコン層、すなわち、Ｃ含有Ｓｉ層が形成される。Ｃ含有Ｓｉ層は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を多く含むことから、層を構成する原子間の結合が強固で安定した層となる。なお、Ｃ含有Ｓｉ層を形成する際、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとの反応により、塩化水素（ＨＣｌ）等のハロゲン化水素（塩化水素）を含むガス状の副生成物が生成される。ＨＣｌを含むガス状の副生成物は、後述するステップＣにおいて、処理室２０１内から排気されることとなる。

なお、上述したように、本実施形態では、ステップＡ，Ｂにおける処理室２０１内の温度条件を、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合に、ＤＳＢが熱的に分解しないような、或いは、分解し難くなるような低温の温度条件としている。このような低温領域であってもＣ含有Ｓｉ層を形成することができるのは、ＨＣＤＳガスによる上述の作用によるものと考えられる。すなわち、ＨＣＤＳガスは、Ｓｉソース、すなわち、原料ガスとして作用するだけでなく、ＤＳＢガスを単独で用いる場合にＣ含有Ｓｉ層の形成を行うことが困難となる低温領域において、Ｃ含有Ｓｉ層の形成反応を進行させ、その形成レートを向上させる触媒のように作用する。このＨＣＤＳガスの触媒的な作用により、上述の低温の温度条件下において、Ｃ含有Ｓｉ層の形成処理を適正に進行させることが可能となる。

また、上述の反応が進行する際、ＤＳＢガスに含まれるＳｉ−Ｃ結合の少なくとも一部は、切断されることなく保持（維持）され、Ｃ含有Ｓｉ層中にそのまま取り込まれることとなる。ＤＳＢガスに含まれるＳｉ−Ｃ結合の少なくとも一部が、切断されることなく保持されるのは、上述の反応を、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合に、ＤＳＢが熱的に分解しないような低温の条件下で進行させていることが、一要因と考えられる。また、ＨＣＤＳガスの作用によりＤＳＢガスが活性な物質に変化することで、この物質のウエハ２００上への吸着、堆積が、速やかに行われることも、一要因と考えられる。というのも、ＨＣＤＳガスがＤＳＢガスにおけるＳｉ−Ｈ結合を切断すると、これにより得られた物質は活性な特性（吸着、堆積しやすい特性）を有することとなり、この物質のウエハ２００上への吸着、堆積が、この物質に含まれるＳｉ−Ｃ結合やＣの鎖状構造が切断される前に、速やかに行われこととなる。結果として、ＤＳＢガスにおけるＳｉ−Ｃ結合やＣの鎖状構造が保持（保護）された状態で、Ｃ含有Ｓｉ層が形成されることとなり、Ｃ含有Ｓｉ層中にＣ成分が取り込まれることとなる。

なお、本実施形態で形成されるＣ含有Ｓｉ層中におけるＳｉ−Ｃ結合の量は、処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給することなく形成される層、すなわち、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給し、このＤＳＢガスを熱分解させることで形成される層中におけるＳｉ−Ｃの結合の量よりも少なくなる。すなわち、本実施形態で形成されるＣ含有Ｓｉ層中のＣ濃度は、処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給することなく形成した層中におけるＣ濃度よりも小さく（低く）なる。また、本実施形態で形成されるＣ含有Ｓｉ層中におけるＳｉ同士の結合（Ｓｉ−Ｓｉ結合）の量は、処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給することなく形成した層中におけるＳｉ−Ｓｉ結合の量よりも多くなる。これは、本実施形態では、Ｃソースとして作用するＤＳＢガスと、Ｃソースとしては作用しないＨＣＤＳガスと組み合わせて用いているためである。ＤＳＢガスおよびＨＣＤＳガスという２種類の原料ガスを用いて形成されるＣ含有Ｓｉ層は、ＤＳＢガスを単独で用いて形成される層と比較して、Ｓｉ−Ｓｉ結合の量が多く、Ｓｉ−Ｃ結合の量が少ない層、すなわち、Ｓｉ濃度が大きく、Ｃ濃度が少ない層となる。

上述の反応継続時間が経過して所定厚さのＣ含有Ｓｉ層が形成されたら、ＡＰＣバルブ２４４を全開にして、処理室２０１内を速やかに排気する（ステップＣ）。このとき、処理室２０１内に残留する未反応もしくは反応に寄与した後の処理ガスや上述の副生成物が、処理室２０１内から、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃにおける連通部２７０、および、インナーチューブ２０３ｂとアウターチューブ２０３ａとの間の筒状空間２５０を介して、排気管２３１より排気される。このとき、バルブ２４３ｅ〜２４３ｈを開き、処理室２０１内へＮ_２ガスを供給する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、未反応もしくは反応に寄与した後の処理ガスや副生成物を処理室２０１内から排除する効果を、更に高めることができる。

（所定回数実施）
そして、上記のステップＡ〜ステップＣを含むサイクルを、すなわち、ステップＡ、ステップＢ、ステップＣを順次行うサイクルを所定回数、好ましくは複数回（ｎ回）行う。これにより、ウエハ２００上に、所定組成、所定膜厚のＣ含有Ｓｉ膜を形成することが出来る。

サイクルを複数回行う場合、少なくとも２サイクル目以降の各工程において、「ウエハ２００上に所定の層を形成する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層の上、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面の上に所定の層を形成する」ことを意味している。この点は、上述の通りである。この点は、後述する変形例や他の実施形態においても同様である。

（パージおよび大気圧復帰）
所定組成、所定膜厚のＣ含有Ｓｉ膜が形成されたら、バルブ２４３ｅ〜２４３ｈを開き、処理室２０１内へＮ_２ガスを供給し、処理室２０１内から排気する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室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、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。

（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済の複数のウエハ２００が、ボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端から処理室２０１の外部に搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済みの複数のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。

（３）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を得ることができる。

（ａ）ステップＡ，Ｂにおいて、化学構造の異なる複数種類の原料ガスを組み合わせて用いることで、すなわち、Ｃソースとして作用するＤＳＢガスと、Ｃソースとしては作用しないＨＣＤＳガスと、を組み合わせて用いることで、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜の組成比の制御性を高めることが可能となる。

というのも、処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給することなく、原料ガスとしてＤＳＢガスを単独で供給することでウエハ２００上にＳｉを含む膜を形成する場合、ウエハ２００上に形成される膜中のＣ濃度は、ＤＳＢガスの１分子中に含まれるＳｉの数とＣの数との比率（ＤＳＢガスでは１／１）、すなわち、原料ガスの種類によって大きく影響を受けることとなる。そのため、少なくとも上述の温度条件下では、処理室２０１内の圧力やガス供給時間等の処理条件をどのように制御しても、ウエハ２００上に形成される膜中のＣ濃度を例えば１０ａｔ％以下とすることは困難である。

これに対し、本実施形態によれば、組み合わせて用いる複数の原料ガスの種類をそれぞれ適正に選択し、さらに、ステップＡ，Ｂでの処理室２０１内における各原料ガスの量（分圧）の比率を制御すること等により、最終的に形成されるＣ含有Ｓｉ膜の組成比を自由に制御することが可能となる。例えば、Ｃソースとして作用するＤＳＢガスと、Ｃソースとしては作用しないＨＣＤＳガスと、を組み合わせて用いることで、ウエハ２００上に形成されるＣ含有Ｓｉ膜を、ＤＳＢガスを単独で用いることで形成される膜と比較して、Ｓｉ濃度が高く、Ｃ濃度が低い膜とすることが可能となる。そして、ステップＡ，Ｂでの処理室２０１内におけるＨＣＤＳガスの量に対するＤＳＢガスの量の比率を上述の条件範囲内の所定の比率に制御することで、上述の温度条件下においても、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を、例えば２０ａｔ％以下、好ましくは１０ａｔ％以下、より好ましくは５ａｔ％以下の濃度とすることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、Ｃ含有Ｓｉ膜の組成比を、ＤＳＢガスを単独で用いて形成する場合には実現することが不可能な組成比とするような制御を行うことが可能となる。なお、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を例えば２０ａｔ％以下、好ましくは１０ａｔ％以下、より好ましくは５ａｔ％以下とすることで、Ｃ含有Ｓｉ膜の多結晶化を抑制することができ、Ｃ含有Ｓｉ膜を、モフォロジの良好な、ピンホールのないスムーズな膜とすることが可能となる。

このように、本実施形態によれば、Ｃ含有Ｓｉ膜の組成比の制御性を高め、組成比制御のウインドウを広げることが可能となる。

（ｂ）ステップＡ，Ｂにおいて、処理室２０１内へＤＳＢガスと共にＨＣＤＳガスを供給し、これらのガスを処理室２０１内に封じ込めることにより、ウエハ２００上へのＣ含有Ｓｉ膜の成膜処理を、ＤＳＢガスを単独で用いる場合には成膜を行うことが困難であった低温領域（例えば４５０℃以下の温度領域）においても進行させることが可能となる。すなわち、ＨＣＤＳガスを触媒的に作用させることにより、ＤＳＢガスを用いたＣ含有Ｓｉ膜の成膜温度を、大幅に低下させることが可能となる。また、このような低温領域での成膜を、プラズマを用いることなく、すなわち、ノンプラズマの条件下で実現できることから、ウエハ２００に対するプラズマダメージを回避することが可能となる。さらには、基板処理装置の製造コスト、すなわち、基板処理コストを低減させることも可能となる。

（ｃ）ステップＡ，Ｂにおいて、処理室２０１内へＤＳＢガスと共にＨＣＤＳガスを供給し、これらのガスを処理室２０１内に封じ込めることにより、ウエハ２００上へのＣ含有Ｓｉ膜の成膜レートを、ＤＳＢガスを単独で用いる場合の成膜レートに比べて高めることが可能となる。というのも、ステップＡ，Ｂにおいて、ＨＣＤＳガスがＤＳＢガスにおけるＳｉ−Ｈ結合を切断することにより、これにより得られた活性な物質がウエハ２００上に速やかに吸着、堆積することとなる。また、ステップＡ，Ｂにおいて、ＨＣＤＳガスからＣｌが脱離することにより、これにより得られた活性な物質がウエハ２００上に速やかに吸着、堆積することとなる。そして、その過程において、これらの活性な物質が速やかに反応することとなる。これにより、ウエハ２００上へのＣ含有Ｓｉ層の形成、すなわち、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜を効率的に行うことが可能となる。なお、この成膜レートの向上効果は、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合にＤＳＢが熱的に分解しないような低温領域（例えば３００℃〜４５０℃）において生じるだけでなく、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合にＤＳＢが熱的に分解するような温度領域（例えば４５０℃〜５００℃）においても生じる。結果として、ＤＳＢガスを単独で用いる場合に成膜を行うことが困難であった低温領域においても、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜処理を進行させることが可能となるだけでなく、いずれの温度領域においてもその成膜レートを大幅に向上させることが可能となる。

（ｄ）アウターチューブ２０３ａの天井部の内面と、インナーチューブ２０３ｂの天井部の外面と、をそれぞれ平坦に構成するフラット−フラット構造により、これらの天井部に挟まれる空間の体積を小さくしている。これにより、実質的な処理室２０１の体積を小さくすることができ、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとが反応して活性種が生成される領域を制限することができる。その結果、多種の活性種の生成を抑えることが可能となる。また、これらの天井部に挟まれる空間を、体積に比べて表面積が大きな空間とすることで、この空間で生成された活性種をその空間内で消費させやすくなり、この空間における活性種の濃度を適正に低減させることが可能となる。これらの結果、処理室２０１内、特にウエハ配列領域における活性種の濃度分布を均一化させることが可能となる。

（ｅ）インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃとボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間の体積（容積）を小さくしている。これにより、多種の活性種の生成を更に抑えることが可能となる。また、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃとボート２１７の上端面２１７ａとに挟まれる空間を、体積に比べて表面積が大きな空間とすることで、この空間における活性種の濃度を適正に低減させることが可能となる。これらの結果、処理室２０１内、特にウエハ配列領域における活性種の濃度分布を更に均一化させることができる。

（ｆ）ボート２１７の上端面２１７ａよりも上方の空間、もしくは、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間の空間で生成された活性種がウエハ２００へ到達するまでの距離をそれぞれ伸ばすようにしている。その結果、これらの部位で生成された活性種がウエハ２００に接触するのを抑制することができる。特に、連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃの中央部に設けることで、連通部２７０を通過した活性種がウエハ２００へ到達するまでの距離を最大限に伸ばすことが可能となり、この活性種がウエハ２００に接触するのを抑制しやすくなる。

（ｇ）インナーチューブ２０３ｂの側壁部を、ボート２１７を構成する部材を避ける構造とし、インナーチューブ２０３ｂの側壁部の内壁とウエハ２００の端部との間の距離を極限まで小さくし、実質的な処理室２０１の体積を更に小さくしている。これにより、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとが反応して活性種が生成される領域を、更に制限することができる。その結果、多種の活性種の生成を、更に抑えることができるようになる。

（ｈ）上述のような構造のアウターチューブ２０３ａおよびインナーチューブ２０３ｂとで構成される処理室２０１を用いることで、活性種の膜厚、膜質への影響を抑制することができ、ウエハ面内および面間で均一な膜厚および膜質を実現することが可能となる。上述のようなアウターチューブ２０３ａおよびインナーチューブ２０３ｂの構造による上述の効果は、特に、本実施形態のように、処理ガスを処理室２０１内へ封じ込めた状態を所定時間維持する工程を有する成膜プロセスにおいて、特に顕著に現れることを確認した。

ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとが反応する領域を減少させる方法としては、インナーチューブ２０３ｂを使用せず、プロセスチューブ２０３として、アウターチューブ２０３ａのみを使用し、このアウターチューブ２０３ａの容積を必要最低限の容積に変更するようにしてもよい。すなわち、アウターチューブ２０３ａとボート２１７との間の距離を側壁部、上端部とも必要最低限に狭めるようにしてもよい。この場合の必要最低限とは、半導体装置の製造、基板処理、基板処理装置の運用が損なわれない範囲のことである。また、アウターチューブ２０３ａやインナーチューブ２０３ｂの内面に、例えば、突起やリブ等の凸部や、溝や穴等の凹部を設け、これらの内面を、凹凸部を有する構造とし、ＤＳＢガスとＨＣＤＳガスとが反応する領域を減少させる方法を用いてもよい。

（ｉ）上述の効果は、ハイドロ系原料としてＤＳＢガス以外のハイドロ系原料ガスを用いる場合や、ハロゲン系原料としてＨＣＤＳガス以外のハロゲン系原料ガスを用いる場合にも、同様に奏することができる。

（４）変形例
本実施形態における成膜処理は、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。

（変形例１）
図５に示すように、ステップＢ等において、処理室２０１内へ酸素含有ガスとして例えばＯ_２ガスを供給するようにしてもよい。Ｏ_２ガスは、ガス供給管２３２ｃから、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。Ｏ_２ガスの供給流量は、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とすることができる。その他の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、ＳｉおよびＯを含む膜として、Ｃが微量に添加されたシリコン酸化膜、すなわち、Ｃ含有ＳｉＯ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＳｉＯ膜）を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

酸素含有ガスとしては、Ｏ_２ガスの他、例えば、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ_２）ガス、オゾン（Ｏ_３）ガス、水素（Ｈ_２）ガス＋Ｏ_２ガス、Ｈ_２ガス＋Ｏ_３ガス、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス等を用いることができる。

（変形例２）
図６に示すように、ステップＢ等において、処理室２０１内へ窒素含有ガスとして例えばＮＨ_３ガスを供給するようにしてもよい。ＮＨ_３ガスは、ガス供給管２３２ｄから、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、ノズル２４９ｄを介して処理室２０１内に供給される。ＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とすることができる。その他の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、ＳｉおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたシリコン窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＳｉＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＳｉＮ膜）を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

窒素含有ガスとしては、ＮＨ_３ガスの他、例えば、ジアゼン（Ｎ_２Ｈ_２）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）ガス、Ｎ_３Ｈ_８ガス等の窒化水素系ガスを用いることができる。

（変形例３）
図７に示すように、ステップＢ等において、処理室２０１内へＮＨ_３ガスおよびＯ_２ガスを供給するようにしてもよい。本変形例の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスや変形例１，２と同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、Ｓｉ、ＯおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたシリコン酸窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＳｉＯＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＳｉＯＮ膜）を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例４）
図８に示すように、ステップＢ等において、処理室２０１内へ硼素含有ガスとして例えばＢＣｌ_３ガスを供給するとともに、ＮＨ_３ガスを供給するようにしてもよい。ＢＣｌ_３ガスは、ガス供給管２３２ｃから、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内に供給される。ＢＣｌ_３ガスの供給流量は、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とすることができる。その他の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスや変形例２と同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、Ｓｉ、ＢおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたシリコン硼窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＳｉＢＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＳｉＢＮ膜）を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

硼素含有ガスとしては、ＢＣｌ_３ガスの他、モノクロロボラン（ＢＣｌＨ_２）ガス、ジクロロボラン（ＢＣｌ_２Ｈ）ガス、トリフルオロボラン（ＢＦ_３）ガス、トリブロモボラン（ＢＢｒ_３）ガス、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガス等を用いてもよい。

（変形例５）
ハイドロ系原料ガスとして有機シラン原料ガスを用いる場合、ＤＳＢガスの他、例えば、ＳｉＣ_２Ｈ_８ガス、Ｓｉ_２ＣＨ_８ガス、ＳｉＣ_３Ｈ_１０ガス、Ｓｉ_３ＣＨ_１０ガス、ＳｉＣ_４Ｈ_１２ガス、Ｓｉ_２Ｃ_３Ｈ_１２ガス、Ｓｉ_３Ｃ_２Ｈ_１２ガス、Ｓｉ_４ＣＨ_１２ガス、ＳｉＣ_２Ｈ_６ガス、ＳｉＣ_３Ｈ_８ガス、Ｓｉ_２Ｃ_２Ｈ_８ガス、ＳｉＣ_４Ｈ_１０ガス、Ｓｉ_２Ｃ_３Ｈ_１０ガス、およびＳｉ_３Ｃ_２Ｈ_１０ガスからなる群より選択される少なくとも１つの有機シラン原料ガスを用いることができる。すなわち、有機シラン原料ガスとしては、例えば、炭素元素が単結合の場合、Ｓｉ_ｘＣ_ｙＨ_{２（ｘ＋ｙ＋１）}（式中、ｘ、ｙは、それぞれ１以上の整数）で表される原料を好ましく用いることができ、また例えば、炭素元素が二重結合の場合、Ｓｉ_ｘＣ_{（ｙ＋１）}Ｈ_{２（ｘ＋ｙ＋１）}（式中、ｘ、ｙは、それぞれ１以上の整数）で表される原料を好ましく用いることができる。なお、これらの物質は、Ｓｉ、ＣおよびＨの３元素で構成され、その化学構造式中（１分子中）に、Ｓｉ−Ｃ結合と、Ｓｉ−Ｈ結合と、Ｃ−Ｈ結合と、をそれぞれ含む有機化合物ともいえる。また、これらの物質は、その化学構造式中に、Ｃの鎖状構造を含む鎖式化合物、すなわち、その分子内のＣが鎖状に結合している有機化合物であることが好ましい。

本変形例の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、Ｃ含有Ｓｉ膜を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例６）
ハイドロ系原料ガスとして、有機シラン原料ガスではなく、例えば、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８）ガスのような無機シラン原料ガスを用いるようにしてもよい。すなわち、ハイドロ系原料ガスとして、Ｃ非含有のシラン原料ガスを用いるようにしてもよい。本変形例の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。図９は、ハイドロ系原料ガスとして、ＳｉＨ_４ガスを用いる例を示している。本変形例によれば、ウエハ２００上に、Ｃが添加されていないＳｉ膜、すなわち、Ｃ非含有Ｓｉ膜（ｎｏｎ−ｄｏｐｅｄ Ｓｉ膜）を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例７）
ハロゲン系原料ガスとしてハロシラン原料ガスを用いる場合、ＨＣＤＳガスの他、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ_４、略称：ＳＴＣ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３、略称：ＴＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス等のハロシラン原料ガスを用いるようにしてもよい。本変形例の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。本変形例によれば、ウエハ２００上に、Ｃ含有Ｓｉ膜を形成することができる。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例８）
ハイドロ系原料ガスに含まれる所定元素（第１の元素）と、ハロゲン系原料ガスに含まれる所定元素（第２の元素）とは、同一種類の元素である場合に限らず、異なる種類の元素であってもよい。例えば、ハロゲン系原料ガスとして、第２の元素としてＳｉを含むハロシラン原料ガスではなく、第２の元素として、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）等の遷移金属元素や、アルミニウム（Ａｌ）等の典型金属元素を含むハロゲン化金属原料ガスを用いるようにしてもよい。ハロゲン化金属原料ガスとしては、例えば、ＴｉＣｌ_４ガス、ＺｒＣｌ_４ガス、ＨｆＣｌ_４ガス、ＮｂＣｌ_５ガス、ＴａＣｌ_５ガス、ＭｏＣｌ_５ガス、ＷＣｌ_６ガス、ＡｌＣｌ_３ガスを好適に用いることができる。本変形例の処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスと同様な処理手順、処理条件とすることができる。

図１０は、ハロゲン系原料ガスとして、ハロゲン化チタン原料ガスであるＴｉＣｌ_４ガスを用いる例を示している。図１０に示す変形例によれば、ウエハ２００上に、第１の元素としてのＳｉおよび第２の元素としてのＴｉを含む膜として、Ｃが微量に添加されたチタンシリサイド膜、すなわち、Ｃ含有ＴｉＳｉ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉ膜）を形成することができる。また、本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、ハロゲン系原料として、ＺｒＣｌ_４ガス、ＨｆＣｌ_４ガス、ＮｂＣｌ_５ガス、ＴａＣｌ_５ガス、ＭｏＣｌ_５ガス、ＷＣｌ_６ガス、ＡｌＣｌ_３ガスを用いる場合は、それぞれ、第１の元素としてのＳｉ、および、第２の元素としてのＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌからなる群より選択される少なくとも１つの金属元素を含む金属シリサイド膜を形成することができる。すなわち、ウエハ２００上に、ＺｒＳｉ膜、ＨｆＳｉ膜、ＮｂＳｉ膜、ＴａＳｉ膜、ＭｏＳｉ膜、ＷＳｉ膜、ＡｌＳｉ膜を形成することができる。これらの膜は、いずれも、Ｃが微量に添加されたＣ含有金属シリサイド膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ膜）となる。これらの変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例９〜１３）
変形例８と、変形例１〜７と、は任意に組み合わせることができる。組み合わせた場合における処理手順、処理条件は、例えば、図４を用いて説明した上述の成膜シーケンスや、変形例１〜８と同様な処理手順、処理条件とすることができる。

例えば、ハイドロ系原料ガスとしてＤＳＢガスを、ハロゲン系原料ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを用い、ステップＢ等においてＯ_２ガスを供給するようにしてもよい。この場合、ウエハ２００上に、Ｔｉ、ＳｉおよびＯを含む膜として、Ｃが微量に添加されたチタンシリサイド酸化膜、すなわち、Ｃ含有ＴｉＳｉＯ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉＯ膜）を形成することができる（変形例９）。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また例えば、ハイドロ系原料ガスとしてＤＳＢガスを、ハロゲン系原料ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを用い、ステップＢ等においてＮＨ_３ガスおよびＯ_２ガスを供給するようにしてもよい。この場合、ウエハ２００上に、Ｔｉ、Ｓｉ、ＯおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたチタンシリサイド酸窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＴｉＳｉＯＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉＯＮ膜）を形成することができる（変形例１０）。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また例えば、ハイドロ系原料ガスとしてＤＳＢガスを、ハロゲン系原料ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを用い、ステップＢ等においてＢＣｌ_３ガスおよびＮＨ_３ガスを供給するようにしてもよい。この場合、ウエハ２００上に、Ｔｉ、Ｓｉ、ＢおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたチタンシリサイド硼窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＴｉＳｉＢＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉＢＮ膜）を形成することができる（変形例１１）。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また例えば、ハイドロ系原料ガスとしてＤＳＢガスを、ハロゲン系原料ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを用い、ステップＢ等においてＮＨ_３ガスを供給するようにしてもよい。この場合、ウエハ２００上に、Ｔｉ、ＳｉおよびＮを含む膜として、Ｃが微量に添加されたチタンシリサイド窒化膜、すなわち、Ｃ含有ＴｉＳｉＮ膜（Ｃ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉＮ膜）を形成することができる（変形例１２）。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また例えば、ハイドロ系原料ガスとしてＳｉＨ_４ガスを、ハロゲン系原料ガスとしてＴｉＣｌ_４ガスを用いるようにしてもよい。この場合、ウエハ２００上に、ＴｉおよびＳｉを含む膜として、Ｃが添加されていないＣ非含有ＴｉＳｉ膜（ｎｏｎ−ｄｏｐｅｄ ＴｉＳｉ膜）を形成することができる（変形例１３）。本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこのような形態に限定されない。

例えば、上述の実施形態では、成膜工程（ステップＡ〜Ｃ）において、ウエハ２００の温度を、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合にＤＳＢガスが熱的に分解しないような温度、或いは、分解し難くなるような温度に設定する例について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されない。

すなわち、成膜工程（ステップＡ〜Ｃ）において、ウエハ２００の温度を、処理室２０１内にＤＳＢガスを単独で供給した場合にＤＳＢガスが熱的に分解するような温度、或いは、分解し易くなるような温度、例えば、４５０℃超５００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定してもよい。この場合においても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。また、成膜温度を高めることで、Ｃ含有Ｓｉ膜の成膜レートをさらに向上させることが可能となる。

また例えば、本発明は、ハイドロ系原料としてＣ非含有の無機原料を用い、ハロゲン系原料としてＣを含む有機原料を用いる場合にも、好適に適用可能である。また、本発明は、ハイドロ系原料およびハロゲン系原料としてそれぞれＣを含む有機原料を用いる場合にも、好適に適用可能である。すなわち、本発明は、ハイドロ系原料およびハロゲン系原料のうち少なくともいずれかの原料がＣを含む有機原料である場合や、上述した変形例６のようにいずれもがＣを含まない無機原料である場合において、好適に適用可能である。

また例えば、上述の実施形態では、連通部２７０を、インナーチューブ２０３ｂのウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分よりも上方、具体的には、インナーチューブ２０３ｂの上端部２０３ｃに設ける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ない。すなわち、上述したように、連通部２７０を、インナーチューブ２０３ｂの側壁部におけるウエハ配列領域よりも上方であって、上端部２０３ｃの近傍に設けてもよい。また例えば、図１３に示すように、連通部２７０を、インナーチューブ２０３ｂの側壁部におけるウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分よりも下方であって、断熱板配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分等に設けてもよい。

連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂのウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分に設けると、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間で生成された活性種がウエハ２００に到達するまでの距離が短くなってしまい、この活性種がウエハ２００に接触しやすくなる。その結果、ウエハ２００上に形成される薄膜のウエハ面内および面間での膜厚および膜質均一性が低下しやすくなる。すなわち、連通部２７０に近いウエハ２００上に形成される薄膜の面内平均膜厚が、連通部２７０から離れたウエハ２００上に形成される薄膜の面内平均膜厚よりも厚くなりやすくなる。また、連通部２７０に近いウエハ２００上に形成される薄膜の面内膜厚均一性が、連通部２７０から離れたウエハ２００上に形成される薄膜の面内膜厚均一性よりも低下しやすくなる。

これに対し、図１や図１３に示すように、連通部２７０をインナーチューブ２０３ｂのウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に含まれる部分よりも上方、もしくは、下方に設けると、アウターチューブ２０３ａとインナーチューブ２０３ｂとの間で生成された活性種がウエハ２００に到達するまでの距離を伸ばすことができ、この活性種がウエハ２００に接触するのを抑制することができる。その結果、ウエハ２００上に形成される薄膜のウエハ面内および面間での膜厚および膜質均一性を向上させることが可能となる。

上述した各種薄膜の成膜処理に用いられるプロセスレシピ（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）は、成膜処理の内容（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、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、基板処理を開始する際、基板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、基板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１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ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、成膜処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、基板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、基板処理を迅速に開始できるようになる。

上述のプロセスレシピは、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。

上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて薄膜を形成する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薄膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、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薄膜を形成する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を有する基板処理装置を用いて薄膜を形成する場合にも、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。

例えば、図１１に示す処理炉３０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、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、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド３０３ｓ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を下方から支持する回転軸３５５と、支持台３１７に設けられたヒータ３０７と、を備えている。シャワーヘッド３０３ｓのインレット（ガス導入口）には、ガス供給ポート３３２ａ〜３３２ｄが接続されている。ガス供給ポート３３２ａには、上述の実施形態のハイドロ系原料供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｂには、上述の実施形態のハロゲン系原料ガス供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｃには、上述の実施形態の酸素含有ガス供給系と同様のガス供給系、および、上述の実施形態の硼素含有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３３２ｄには、上述の実施形態の窒素含有ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。シャワーヘッド３０３ｓのアウトレット（ガス排出口）には、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するガス分散板が設けられている。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。

また例えば、図１２に示す処理炉４０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、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、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４１７と、支持台４１７を下方から支持する回転軸４５５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４０７と、ランプヒータ４０７の光を透過させる石英窓４０３ｗと、を備えている。処理容器４０３には、ガス供給ポート４３２ａ〜４３２ｄが接続されている。ガス供給ポート４３２ａには、上述の実施形態のハイドロ系原料供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｂには、上述の実施形態のハロゲン系原料ガス供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｃには、上述の実施形態の酸素含有ガス供給系と同様のガス供給系、および、上述の実施形態の硼素含有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４３２ｄには、上述の実施形態の窒素含有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４０３には、処理室４０１内を排気する排気ポート４３１が設けられている。排気ポート４３１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。

これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理を行うことができる。

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。

上述の実施形態における基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上にＣ含有Ｓｉ膜を形成した。ハイドロ系原料ガスとしてはＤＳＢガスを、ハロゲン系原料ガスとしてはＨＣＤＳガスを用いた。ＤＳＢガスの供給流量は１００ｓｃｃｍ、供給時間は３秒とした。ＨＣＤＳガスの供給流量は２０００ｓｃｃｍ、供給時間は３秒とした。成膜温度は４５０℃とした。他の処理条件は、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、Ｃ含有Ｓｉ膜に対するイオンスパッタリングと、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）分析と、を交互に繰り返し、Ｃ含有Ｓｉ膜の深さ方向における組成分布（プロファイル）を測定した。図１４は、本実施例で形成したＣ含有Ｓｉ膜の深さ方向における組成分布を示す図である。図１４の横軸はスパッタ時間（ｍｉｎ）を示しており、これは、Ｃ含有Ｓｉ膜の表面からの深さと同義である。また。図１４の縦軸は、Ｃ含有Ｓｉ膜中に含まれるＳｉ、Ｃ、ＯおよびＣｌのそれぞれの原子濃度（ａｔ％）を示している。

図１４によれば、本実施例で形成したＣ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度は、２〜３ａｔ％であることがわかる。すなわち、ＤＳＢガス、ＨＣＤＳガスという化学構造の異なる複数種類の原料ガスを組み合わせて用いることで、膜の組成比の制御性を高め、組成比制御のウインドウを広げることが可能となることがわかる。なお、図１４に示されるＣｌは、ＨＣＤＳガス中に含まれていたＣｌが、成膜工程の過程において膜中に残留したものである。また、図１４に示されるＯは、Ｃ含有Ｓｉ膜が形成されたウエハを大気暴露した際、膜中に残留していたＣｌが大気中の水分（Ｈ_２Ｏ）や酸素（Ｏ_２）等と置換されることで、結果的に膜中に取り込まれたものである。発明者が行った他の実験によれば、図４に示す成膜シーケンスを上述の処理条件下で行うことで、Ｃ含有Ｓｉ膜中のＣ濃度を、例えば１〜１０％の範囲内の濃度とするように制御できることを確認した。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板を収容した処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料と第２の元素を含むハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める工程と、
前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
前記処理室内を排気する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する工程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。

（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記ハイドロ系原料および前記ハロゲン系原料のうち少なくともいずれかは炭素を含む。

（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、
前記ハイドロ系原料は、前記第１の元素と炭素との化学結合を含む。

（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、
前記ハイドロ系原料は、前記第１の元素、炭素および水素を含む。

（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、
前記ハイドロ系原料は、前記第１の元素と炭素との化学結合（Ｓｉ−Ｃ結合）および前記第１の元素と水素との化学結合（Ｓｉ−Ｈ結合）を含む。

（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、
前記ハイドロ系原料は、Ｓｉ_ｘＣ_ｙＨ_{２（ｘ＋ｙ＋１）}およびＳｉ_ｘＣ_{（ｙ＋１）}Ｈ_{２（ｘ＋ｙ＋１）}（式中、ｘ、ｙは、それぞれ１以上の整数）からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ハイドロ系原料は、Ｓｉ_２Ｃ_２Ｈ_１０、ＳｉＣ_２Ｈ_８、Ｓｉ_２ＣＨ_８、ＳｉＣ_３Ｈ_１０、Ｓｉ_３ＣＨ_１０、ＳｉＣ_４Ｈ_１２、Ｓｉ_２Ｃ_３Ｈ_１２、Ｓｉ_３Ｃ_２Ｈ_１２、Ｓｉ_４ＣＨ_１２、ＳｉＣ_２Ｈ_６、ＳｉＣ_３Ｈ_８、Ｓｉ_２Ｃ_２Ｈ_８、ＳｉＣ_４Ｈ_１０、Ｓｉ_２Ｃ_３Ｈ_１０、およびＳｉ_３Ｃ_２Ｈ_１０からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（付記８）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記ハイドロ系原料は、前記第１の元素と水素との化学結合（Ｓｉ−Ｈ結合）を含む。

（付記９）
付記１、２または８に記載の方法であって、好ましくは、
前記ハイドロ系原料は、ＳｉＨ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６、およびＳｉ_３Ｈ_８からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（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、
前記ハロゲン系原料は、無機原料（炭素非含有の原料）である。

（付記１１）
付記１乃至１０のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ハロゲン系原料は、クロロ基（Ｃｌ）、フルオロ基（Ｆ）、ブロモ基（Ｂｒ）、およびヨード基（Ｉ）からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（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、
前記ハロゲン系原料は、無機ハロゲン化物である（炭素非含有のハロゲン化物である）。

（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、
前記ハロゲン系原料は、前記第２の元素と塩素との化学結合（Ｓｉ−Ｃｌ結合、Ｍ−Ｃｌ結合）、前記第２の元素とフッ素との化学結合（Ｓｉ−Ｆ結合、Ｍ−Ｆ結合）、前記第２の元素と臭素との化学結合（Ｓｉ−Ｂｒ結合、Ｍ−Ｂｒ結合）、および前記第２の元素とヨウ素との化学結合（Ｓｉ−Ｉ結合、Ｍ−Ｉ結合）からなる群より選択される少なくとも１つを含む（Ｍは金属元素）。

（付記１４）
付記１乃至１３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ハロゲン系原料は、ＳｉＨ_３Ｃｌ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、およびＳｉ_２Ｃｌ_６からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（付記１５）
付記１乃至１３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ハロゲン系原料は、ＴｉＣｌ_４、ＺｒＣｌ_４、ＨｆＣｌ_４、ＴａＣｌ_５、ＮｂＣｌ_５、ＭｏＣｌ_５、ＷＣｌ_６、およびＡｌＣｌ_３からなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（付記１６）
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、
前記ハロゲン系原料は、前記第２の元素と炭素との化学結合を含む。

（付記１７）
付記１、８乃至１５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料はいずれも無機原料（炭素非含有の原料）である。

（付記１８）
付記１乃至１７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記封じ込めにより、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを反応させて、前記ハイドロ系原料に含まれる前記第１の元素と前記ハロゲン系原料に含まれる前記第２の元素との化学結合を形成する。

（付記１９）
付記１乃至１８のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記封じ込めにより、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを反応させて、前記ハイドロ系原料に含まれる前記第１の元素と前記ハロゲン系原料に含まれる前記第２の元素との化学結合を形成し、その際、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料との反応によりハロゲン化水素（塩化水素）を含むガス状の副生成物を生成し、前記処理室内を排気する工程において排気する。

（付記２０）
付記３乃至１６、１８、１９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記封じ込めにより、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを反応させて、前記ハイドロ系原料に含まれる前記第１の元素と前記ハロゲン系原料に含まれる前記第２の元素との化学結合を形成し、その際、前記ハイドロ系原料に含まれる前記第１の元素と炭素との化学結合の少なくとも一部を切断することなく保持する。

（付記２１）
付記１乃至２０のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の元素と前記第２の元素とが同一元素である。

（付記２２）
付記１乃至２０のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の元素と前記第２の元素とが異なる元素である。

（付記２３）
付記１乃至２２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜は、炭素含有シリコン（炭素がドープされたシリコン）、炭素非含有シリコン（炭素がドープされていないシリコン）、および金属シリサイドからなる群より選択される少なくとも１つを含む。

（付記２４）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料を供給するハイドロ系原料供給系と、
前記処理室内へ第２の元素を含むハロゲン系原料を供給するハロゲン系原料供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
基板を収容した前記処理室内へ前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める処理と、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する処理を行わせるように、前記ハイドロ系原料供給系、前記ハロゲン系原料供給系および前記排気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。

（付記２５）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を収容した処理室内へ第１の元素を含むハイドロ系原料と第２の元素を含むハロゲン系原料とを供給して、前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込める手順と、
前記ハイドロ系原料と前記ハロゲン系原料とを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
前記処理室内を排気する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記第１の元素および前記第２の元素を含む膜を形成する手順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。

１２１ コントローラ（制御部）
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ プロセスチューブ（処理容器）
２０３ａ アウターチューブ（外部反応管）
２０３ｂ インナーチューブ（内部反応管）
２１７ ボート（支持具）
２３１ 排気管
２３２ａ〜２３２ｈ ガス供給管

Claims (15)

1. 基板を収容した処理室内へ、シリコン、水素、および炭素を含む第１原料ガスと、シリコンおよび塩素を含む第２原料ガスと、を供給して、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込める工程と、
   前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する工程と、
   前記処理室内を排気する工程と、
   を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、炭素含有シリコン膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
2. 前記第１原料ガスは、シリコンと炭素との化学結合を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第１原料ガスは、シリコンと水素との化学結合を含む請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記第１原料ガスは、Ｓｉ _ｘ Ｃ _ｙ Ｈ _{２（ｘ＋ｙ＋１）} およびＳｉ _ｘ Ｃ _{（ｙ＋１）} Ｈ _{２（ｘ＋ｙ＋１）} （式中、ｘ、ｙは、それぞれ１以上の整数）からなる群より選択される少なくとも１つを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記第１原料ガスは、Ｓｉ _２ Ｃ _２ Ｈ _１０ 、ＳｉＣ _２ Ｈ _８ 、Ｓｉ _２ ＣＨ _８ 、ＳｉＣ _３ Ｈ _１０ 、Ｓｉ _３ ＣＨ _１０ 、ＳｉＣ _４ Ｈ _１２ 、Ｓｉ _２ Ｃ _３ Ｈ _１２ 、Ｓｉ _３ Ｃ _２ Ｈ _１２ 、Ｓｉ _４ ＣＨ _１２ 、ＳｉＣ _２ Ｈ _６ 、ＳｉＣ _３ Ｈ _８ 、Ｓｉ _２ Ｃ _２ Ｈ _８ 、ＳｉＣ _４ Ｈ _１０ 、Ｓｉ _２ Ｃ _３ Ｈ _１０ 、およびＳｉ _３ Ｃ _２ Ｈ _１０ からなる群より選択される少なくとも１つを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記第１原料ガスは、炭素が鎖状に結合した鎖状骨格を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記第２原料ガスは、無機原料ガスである請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記第２原料ガスは、シリコンと塩素との化学結合を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記第２原料ガスは、ＳｉＨ _３ Ｃｌ、ＳｉＨ _２ Ｃｌ _２ 、ＳｉＨＣｌ _３ 、ＳｉＣｌ _４ 、およびＳｉ _２ Ｃｌ _６ からなる群より選択される少なくとも１つを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記封じ込めにより、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを反応させて、前記第１原料ガスに含まれるシリコンと前記第２原料ガスに含まれるシリコンとの化学結合を形成する請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記封じ込めにより、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを反応させて、前記第１原料ガスに含まれるシリコンと前記第２原料ガスに含まれるシリコンとの化学結合を形成し、その際、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとの反応により塩化水素を含むガス状の副生成物を生成し、前記処理室内を排気する工程において前記副生成物を排気する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記封じ込めにより、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを反応させて、前記第１原料ガスに含まれるシリコンと前記第２原料ガスに含まれるシリコンとの化学結合を形成し、その際、前記第１原料ガスに含まれるシリコンと炭素との化学結合の少なくとも一部を切断することなく保持する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記炭素含有シリコン膜中の炭素濃度を２ａｔ％以上１０ａｔ％以下とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
14. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室内へ、シリコン、水素、および炭素を含む第１原料ガスを供給する第１原料ガス供給系と、
    前記処理室内へ、シリコンおよび塩素を含む第２原料ガスを供給する第２原料ガス供給系と、
    前記処理室内を排気する排気系と、
    基板を収容した前記処理室内へ前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを供給して、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込める処理と、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する処理と、前記処理室内を排気する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、炭素含有シリコン膜を形成する処理を行わせるように、前記第１原料ガス供給系、前記第２原料ガス供給系および前記排気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。
15. 基板処理装置の処理室内に基板を収容した状態で、前記処理室内へ、シリコン、水素、および炭素を含む第１原料ガスと、シリコンおよび塩素を含む第２原料ガスと、を供給して、前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込める手順と、
    前記第１原料ガスと前記第２原料ガスとを前記処理室内に封じ込めた状態を維持する手順と、
    前記処理室内を排気する手順と、
    を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、炭素含有シリコン膜を形成する手順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。