气密地封闭集流管209的下端开口的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219构成为从垂直方向下侧与集流管209的下端抵接。密封盖219例如由不锈钢等金属构成，形成为圆盘状。在密封盖219的上表面上设置有与集流管209的下端抵接的作为密封部件的O形环220b。在密封盖219的与处理室201相反一侧，设置有使后述的晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封盖219而与晶舟217连接。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶片200旋转。密封盖219构成为利用垂直地设置于反应管203的外部的作为升降机构的晶舟升降机115沿垂直方向升降。晶舟升降机115构成为通过使密封盖219升降，能够将晶舟217向处理室201内外搬入和搬出。晶舟升降机115构成作为将晶舟217和由晶舟217支承的晶片200向处理室201内外搬送的搬运装置(搬送机构)。
[0059]作为衬底支承件的晶舟217构成为使多片例如25?200片晶片200以水平姿势且在相互对准中心的状态下在垂直方向上整齐排列并支承为多层，即隔开间隔排列。晶舟217例如由石英或SiC等耐热性材料构成。在晶舟217的下部，例如由石英或SiC等耐热性材料构成的隔热板218以水平姿势多层地支承。通过该构成，来自加热器207的热难以传递到密封盖219—侧。但是，本实施方式不限定于上述方式。例如，也可以不在晶舟217的下部设置隔热板218，而设置由石英或SiC等耐热性材料制成的、作为筒状部件构成的隔热筒。
[0060]在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。构成为:通过基于由温度传感器263检测到的温度信息调整向加热器207的通电情况，处理室201内的温度成为期望的温度分布。温度传感器263与喷嘴249a、249b同样地构成为L字型，并沿着反应管203的内壁设置。
[0061]如图3所示，作为控制部(控制装置)的控制器121构成为包括CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)121a、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口 121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口 121d构成为通过内部总线121e能与CPU121a进行数据交换。在控制器121上连接有构成为例如触摸面板等的输入输出装置122。
[0062]存储装置121c由例如闪速存储器、HDD (Hard Disk Drive:硬盘驱动器)等构成。在存储装置121c内，可读出地保存有控制衬底处理装置的工作的控制程序、记载了后述衬底处理的步骤、条件等的工艺制程程序、记载了后述的清洁处理的步骤、条件等的清洁制程程序等。工艺制程程序组合为使控制器121执行后述的衬底处理工序的各步骤，能获得规定的结果，并作为程序发挥功能。清洁制程程序组合为使控制器121执行后述的清洁工序中的各步骤，能获得规定的结果，并作为程序发挥功能。以下，将该工艺制程程序、清洁制程程序、控制程序等统称也简称为程序。在本说明书中使用程序这样的措辞的情况下，有时仅包含工艺制程程序，有时仅包含清洁制程程序，有时仅包含控制程序，或者有时包含工艺制程程序、清洁制程程序以及控制程序中的任意组合。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读出的程序、数据等的存储区域(工作区域)。
[0063]I/O端口 I2Id与上述MFCMla?241f、阀24:3a?24:3f、压力传感器2妨、APC阀244、真空栗246、加热器207、温度传感器263、231a、旋转机构267以及晶舟升降机115等连接。
[0064]CPU121a构成为从存储装置121c读出并执行控制程序，并且根据来自输入输出装置122的操作命令的输入等从存储装置121c读出工艺制程程序。CPU121a构成为:按照读出的工艺制程程序的内容，控制MFC241a?241f对各种气体的流量调整工作、阀243a?243f的开闭工作、APC阀244的开闭工作和基于压力传感器245的APC阀244的压力调整工作、真空栗246的启动和停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调整工作、利用旋转机构267的晶舟217的旋转和旋转速度调节工作、利用晶舟升降机115的晶舟217的升降工作等。另外，CPU121a也构成为基于由温度传感器231a检测到的温度信息，控制后述的清洁处理的进展。
[0065]控制器121不限于构成作为专用的计算机的情况，也可以构成作为通用的计算机。例如，准备保存了上述的程序的外部存储装置(例如、磁带、软盘、硬盘等磁盘；CD、DVD等光盘；M0等光磁盘；USB存储器、存储卡等半导体存储器)123，通过使用该外部存储装置123向通用的计算机安装程序等能够构成本实施方式的控制器121。但是，用于向计算机供给程序的装置不限于经由外部存储装置123供给的情况。例如，也可以使用互联网或专用线路等通信手段，不经由外部存储装置123地供给程序。存储装置121c、外部存储装置123构成作为计算机可读取的记录介质。以下，也将它们统称而仅称为记录介质。在本说明书中使用了记录介质这样的措辞的情况下，有时仅包含存储装置121c，有时仅包含外部存储装置123，或者包含上述两者。
[0066](2)成膜处理
[0067]作为半导体器件(device)的制造工序的一个工序，使用图4说明使用上述衬底处理装置在衬底上形成膜的时序例子。在以下的说明中，由控制器121控制构成衬底处理装置的各部的工作。
[0068]在图4所示的成膜时序中，
[0069]进行通过对作为衬底的晶片200供给作为氮化气体的NH3气体，对晶片200的表面进行前处理的表面处理步骤后，通过进行规定次数的包含以下步骤的循环:
[0070]对晶片200供给作为原料气体的HCDS气体的步骤I ;
[0071 ] 对晶片200供给作为含碳气体的C3H6气体的步骤2 ;
[0072]对晶片200供给作为氧化气体的O2气体的步骤3 ;以及
[0073]对晶片200供给作为氮化气体的NH3气体的步骤4，
[0074]在晶片200上形成作为包含S1、0、C以及N的膜的硅氧碳氮化膜(S1CN膜)。
[0075]在这里，作为一例，说明进行规定次数(η次)的非同时地，即不同步地进行步骤I?4的循环的情况。在本实施方式中，进行规定次数的循环是指进行一次或多次该循环。即，是指进行一次以上循环。图4表示重复η次上述循环的例子。
[0076]此外，在本说明书中，有时也按以下方式表示上述成膜时序。
[0077]NH3— (HCDS 一 C 3Η6— O 2一 NH 3) X η 一 S1CN 膜
[0078]另外，在本说明书中使用“晶片”这样的措辞的情况下，有时指“晶片本身”，有时指“晶片和形成于其表面的规定的层、膜等的层叠体(集合体)”，即，有时包含形成于表面的规定的层、膜等而称为晶片。另外，在本说明书中使用“晶片的表面”这样的措辞的情况下，有时指“晶片本身的表面(露出面)”，有时指“形成于晶片上的规定的层、膜等的表面、即作为层叠体的晶片的最外表面”。
[0079]因此，在本说明书中记载为“对晶片供给规定的气体”的情况下，有时指“对晶片本身的表面(露出面)直接供给规定的气体”，有时指“对形成于晶片上的层、膜等，即，对作为层叠体的晶片的最外表面供给规定的气体”。另外，在本说明书中记载为“在晶片上形成规定的层(或膜)”的情况下，有时指“在晶片本身的表面(露出面)上直接形成规定的层(或膜)”，有时指“在形成于晶片上的层、膜等上，即，作为层叠体的晶片的最外表面上形成规定的层(或膜)”。
[0080]另外，在本说明书中使用“衬底”这样的措辞的情况与使用“晶片”这样的措辞的情况相同，在该情况下，在上述说明中将“晶片”置换为“衬底”即可。
[0081](晶片加载和晶舟装载)
[0082]当多片晶片200被装填到晶舟217中(晶片加载)时，如图1所示，保持了多片晶片200的晶舟217被晶舟升降机115抬起而搬入处理室201内(晶舟装载)。在该状态下，密封盖219成为经由O形环220b密封集流管209的下端的状态。
[0083](压力调整和温度调整)
[0084]处理室201内即晶片200存在的空间以成为期望的压力(真空度)的方式由真空栗246真空排气(减压排气)。此时，由压力传感器245测定处理室201内的压力，基于该测定的压力信息对APC阀244进行反馈控制。真空栗246 —直到至少对晶片200的处理结束为止的期间始终维持工作的状态。
[0085]另外，利用加热器207加热，以使得处理室201内的晶片200成为期望的成膜温度。此时，基于温度传感器263检测出的温度信息对向加热器207的通电情况进行反馈控制，以使得处理室201内成为期望的温度分布。通过将处理室201内的晶片200加热为成膜温度，反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面、内部、晶舟217的表面等被加热为成膜温度。利用加热器207对处理室201内的加热一直到至少对晶片200的处理结束为止的期间持续进行。
[0086]另外，利用旋转机构267开始晶舟217和晶片200的旋转。利用旋转机构267进行的晶舟217及晶片200的旋转至少在对晶片200的处理结束为止的期间持续进行。
[0087](S1CN膜形成工序)
[0088]接着，进行后述的表面改性步骤，之后，依次执行接着的4个步骤，即步骤I?4。
[0089][表面改性步骤]
[0090](NH3气体供给)
[0091]在该步骤中，打开阀243b，以使得NH3气体向气体供给管232b内流动。NH3气体由MFC241b流量调整，并从加热为成膜温度的喷嘴249b向处理室201内供给，并从排气管231排出。此时，对晶片200供给由热活化的NH3气体。此时，同时打开阀243f，使N 2气体向气体供给管232f内流动。流经气体供给管232f内的N2气体与NH3气体一起向处理室201内供给，并从排气管231排出。
[0092]另外，为了防止NH3气体侵入喷嘴249a内，打开阀243e，使N 2气体向气体供给管232e内流动。N2气体经由气体供给管232a和喷嘴249a向处理室201内供给，并从排气管231排出。
[0093]此时，适当地调整APC阀244，将处理室201内的压力例如设为I?6000Pa范围内的压力。由MFC241b控制的NH3气体的供给流量例如设为100?lOOOOsccm范围内的流量。由MFC241e、241f控制的队气体的供给流量分别设为例如100?lOOOOsccm范围内的流量。处理室201内的NH3气体的分压例如设为0.01?5941Pa范围内的压力。对晶片200供给NH3气体的时间，即气体供给时间(照射时间)例如设为I?600秒范围内的时间。加热器207的温度设定为使晶片200的温度例如成为250?700°C，优选300?650°C，更优选350?600°C范围内的温度的温度。NH3气体在上述条件下被热活化。用热使NH 3气体活化并供给能够产生温和的反应，能够使后述的表面改性温和地进行。
[0094]通过对晶片200的最外表面(形成S1CN膜时的基底面)供给活化的NH3气体，将晶片200的最外表面改性。此时，产生晶片200的最外表面被氮化、NH3吸附于晶片200的最外表面或者这两者。表面改性后的晶片200的最外表面成为在后述的步骤I中容易吸附HCDS并容易堆积Si的表面状态。即，在表面改性步骤中使用的NH3气体作为促进HCDS或Si向晶片200的最外表面吸附、堆积的吸附和堆积促进气体起作用。
[0095](残留气体除去)
[0096]在表面改性完成后，关闭阀243b，停止NH3气体的供给。此时，在保持打开了 APC阀244的状态下，利用真空栗246对处理室201内进行真空排气，将残留于处理室201内的未反应或有助于表面改性之后的NH3气体从处理室201内排除。此时，在保持阀243e、243f打开的状态下维持向处理室201内供给N2气体。N2气体作为吹扫气体起作用，由此，能够提高从处理室201内排除残留于处理室201内的气体的效果。
[0097]此时，也可以不将残留于处理室201内的气体完全地排除，也可以不完全地吹扫处理室201内。若残留于处理室201内的气体为微量，则在之后进行的步骤I中不会产生恶劣影响。不需要使向处理室201内供给的N2气体的流量也设为大流量，例如，通过供给与反应管203 (处理室201)的容积同程度的量的N2气体，能够在步骤2中进行不产生恶劣影响的程度的吹扫。这样，通过不完全地吹扫处理室201内，能够缩短吹扫时间，能提高生产率。也能够将队气体的消耗抑制为所需最低限度。。
[0098]作为含氮气体，除了 NH3气体之外，能够使用二氮烯(N2H2)气体、肼(N2H4)气体、N3H8气体等氮氢化合物类气体或包含这些化合物的气体等。作为非活性气体，除了 N2气体之外，例如能够使用Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等稀有气体。
[0099][步骤I](HCDS气体供给)
[0100]表面改性步骤结束后，对处理室201内的晶片200供给HCDS气体。
[0101]在该步骤中，以与表面改性步骤中的阀243b、243e、243f的开闭控制同样的步骤，进行阀243a、243e、243f的开闭控制。HCDS气体经由气体供给管232a、加热为成膜温度的喷嘴249a向处理室201内供给。由MFC241a控制的HCDS气体的供给流量例如设为I?2000sccm，优选10?100sccm范围内的流量。处理室201内的压力例如设为I?4000Pa，优选67?2666Pa，更优选133?1333Pa范围内的压力。对晶片200供给HCDS气体的时间，即气体供给时间(照射时间)例如为I?120秒，优选为I?60秒范围内的时间。加热器207的温度与表面改性步骤相同，将晶片200的温度设定为例如250?700°C，优选300?650 °C，更优选350?600 °C范围内的温度。
[0102]当晶片200的温度小于250°C时，难以在晶片200上化学吸附HCDS，无法获得实用的成膜速度。通过将晶片200的温度设为250°C以上，能够消除上述问题。通过将晶片200的温度设为300°C以上、甚至350°C以上，能够更充分地在晶片200上吸附HCDS，能够获得更充分的成膜速度。
[0103]当晶片200的温度超过700°C时，CVD反应变得过强(产生过度的气相反应)，从而膜厚均匀性容易恶化，其控制变困难。通过将晶片200的温度设为700°C以下，由于能够产生适当的气相反应，能够抑制膜厚均匀性恶化，能够进行该控制。特别是通过将晶片200的温度设为650°C以下，进一步地设为600°C以下，与气相反应相比表面反应成为优势，容易确保膜厚均匀性，容易进行该控制。
[0104]而且，最好使晶片200的温度为250?700°C，优选300?650°C，更优选350?600°C范围内的温度。
[0105]其他处理条件例如设为与表面改性步骤同样的处理条件。
[0106]通过在上述条件下对晶片200供给HCDS气体，在晶片200的最外表面上形成例如由小于I个原子层直至数个原子层程度的厚度的、包含Cl的含Si层作为第一层。包含Cl的含Si层既可以是包含Cl的Si层，也可以是HCDS的吸附层，也可以包含该两者。HCDS的吸附层既可以是HCDS的物理吸附层，也可以是HCDS的化学吸附层，也可以包含该两者。
[0107]在这里，小于I个原子层的厚度的层是指不连续地形成的原子层，I个原子层的厚度的层是指连续地形成的原子层。小于I个分子层的厚度的层是指不连续地形成的分子层，I个分子层的厚度的层是指连续地形成的分子层。包含Cl的含Si层可包含:包含Cl的Si层和HCDS的吸附层两者。但是，如上所述，关于包含Cl的含Si层，使用“I个原子层”、“数个原子层”等表现来表示。
[0108]在HCDS气体发生自分解(热分解)的条件下，即产生HCDS气体的热分解反应的条件下，通过在晶片200上堆积Si而形成包含Cl的Si层。在HCDS气体不发生自分解(热分解)的条件下，即不产生HCDS气体的热分解反应的条件下，通过在晶片200上吸附HCDS而形成HCDS的吸附层。与在晶片200上形成HCDS的吸附层相比，在晶片200上形成包含Cl的Si层在能够提高成膜速率这一点上优选。
[0109]当第一层的厚度超过数个原子层时，在后述的步骤3、4中的改性作用无法到达第一层的整体。另外，第一层的厚度的最小值为小于I个原子层。因此，优选第一层的厚度设为小于I个原子层至数个原子层的程度。通过将第一层的厚度设为I个原子层以下，即I个原子层或小于I个原子层，能相对地提高后述的步骤3、4的改性反应的作用，能够缩短步骤