特許 6585551 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585551

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20190919BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20190919BHJP

   C23C 16/14 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

   C23C16/14

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-118468(P2016-118468)

(22)【出願日】2016年6月15日

(65)【公開番号】特開2017-224693(P2017-224693A)

(43)【公開日】2017年12月21日

【審査請求日】2018年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(72)【発明者】

【氏名】島本 聡

(72)【発明者】

【氏名】▲ひろせ▼ 義朗

(72)【発明者】

【氏名】柄澤 元

(72)【発明者】

【氏名】笹島 亮太

(72)【発明者】

【氏名】中磯 直春

(72)【発明者】

【氏名】橋本 良知

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０４０７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０５４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９１３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／１４

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に対してシリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してシリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１シード層を形成する工程と、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む第３シード層を形成する工程と、
前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給することで、前記第３シード層上に、ゲルマニウムを含む膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、をこの順に行うサイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、をこの順に行うサイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項4】

前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程および前記第３処理ガスを供給する工程を同時に行う工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項5】

前記第１シード層を形成する工程を行う前に、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンを含む第２シード層を形成する工程を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記第２シード層を形成する工程では、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記第３シード層を形成する工程では、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記第４処理ガスは前記第３処理ガスと分子構造が同一である請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して、シリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガス、シリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガス、ゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガス、および、ゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室内において、基板に対して前記第１処理ガスを供給する処理と、前記基板に対して前記第２処理ガスを供給する処理と、前記基板に対して前記第３処理ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１シード層を形成する処理と、前記第１処理ガスを供給する処理と、前記第３処理ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む第３シード層を形成する処理と、前記基板に対して前記第４処理ガスを供給することで、前記第３シード層上に、ゲルマニウムを含む膜を形成する処理と、を行わせるように、前記供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項10】

基板処理装置の処理室内の基板に対してシリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガスを供給する手順と、前記処理室内の前記基板に対してシリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガスを供給する手順と、前記処理室内の前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガスを供給する手順と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１シード層を形成する手順と、
前記第１処理ガスを供給する手順と、前記第３処理ガスを供給する手順と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む第３シード層を形成する手順と、
前記処理室内の前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給することで、前記第３シード層上に、ゲルマニウムを含む膜を形成する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に、シリコン（Ｓｉ）を含むシード層を形成した後に、Ｓｉを含む膜を形成する成膜処理が行われることがある（例えば特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１２／０２９６６１号パンフレット

【特許文献2】特開２０１３−１９７３０７号公報

【特許文献3】特開２０１４−０６７７９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、Ｓｉを含む膜の代わりにゲルマニウム（Ｇｅ）を含む膜を形成する場合に、これらの成膜手法を用いると、膜質が低下してしまうことがある。本発明の目的は、基板上に形成する膜の膜質を向上させることが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、
基板に対してシリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してシリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１シード層を形成する工程と、
前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給することで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む膜を形成する工程と、
を有する技術が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、基板上に形成する膜の膜質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【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】（ａ）は本発明の一実施形態の成膜シーケンスを示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。

【図5】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図４（ａ）に示す成膜シーケンスの変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜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。

【0009】

（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、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。

【0010】

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の筒中空部には、処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を収容可能に構成されている。

【0011】

処理室２０１内には、ノズル２４９ａ，２４９ｂが、反応管２０３の下部側壁を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｂには、ガス供給管２３２ｃが接続されている。

【0012】

ガス供給管２３２ａ〜２３２ｃには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ〜２４１ｃおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ〜２４３ｃ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２３２ｄ，２３２ｅがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｄ，２３２ｅには、上流方向から順に、ＭＦＣ２４１ｄ，２４１ｅおよびバルブ２４３ｄ，２４３ｅがそれぞれ設けられている。

【0013】

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。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ている。

【0014】

ガス供給管２３２ａからは、第１処理ガスとして、例えば、ＳｉまたはＧｅを含みハロゲン元素を含むハロゲン系原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。ハロゲン元素には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等が含まれる。すなわち、ハロゲン系原料ガスには、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基が含まれる。ハロゲン系原料ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含むハロシラン原料ガス、すなわち、クロロシラン原料ガスや、ＧｅおよびＣｌを含むハロゲルマン原料ガス、すなわち、クロロゲルマ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、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＳ）ガスを用いることができる。クロロゲルマン原料ガスとしては、例えば、ジクロロゲルマン（ＧｅＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＧ）ガスを用いることができる。

【0015】

ガス供給管２３２ｂからは、第２処理ガスとして、例えば、Ｓｉを含みハロゲン元素を含まない非ハロゲン系のシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。第２処理ガスとしては、水素化ケイ素原料ガスを用いることができ、例えば、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６、略称：ＤＳ）ガスを用いることができる。

【0016】

ガス供給管２３２ｃからは、第３処理ガス、第４処理ガスとして、例えば、Ｇｅを含みハロゲン元素を含まない非ハロゲン系のゲルマン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。第３処理ガス、第４処理ガスとしては、水素化ゲルマニウム原料ガスを用いることができ、例えば、モノゲルマン（ＧｅＨ_４、略称：ＭＧ）ガスを用いることができる。

【0017】

ガス供給管２３２ｄ，２３２ｅからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｄ，２４１ｅ、バルブ２４３ｄ，２４３ｅ、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。

【0018】

主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、第１供給系（ハロシラン原料供給系、ハロゲルマン原料供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、第２供給系（水素化ケイ素原料供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、第３供給系（水素化ゲルマニウム原料供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｄ，２３２ｅ、ＭＦＣ２４１ｄ，２４１ｅ、バルブ２４３ｄ，２４３ｅにより、不活性ガス供給系が構成される。

【0019】

上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ２４３ａ〜２４３ｅやＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｅ等が集積されてなる集積型供給システム２４８として構成されていてもよい。集積型供給システム２４８は、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅ内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ〜２４３ｅの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｅによる流量調整動作等が、後述するコントローラ１２１によって制御されるように構成されている。集積型供給システム２４８は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅ等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、供給システムのメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。

【0020】

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で、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、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で、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。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。

【0021】

反応管２０３の下方には、反応管２０３の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、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、反応管２０３の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９の下方には、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すなわちウエハ２００を処理室２０１内外に搬入および搬出（搬送）する搬送装置（搬送機構）として構成されている。

【0022】

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。

【0023】

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、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。

【0024】

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。

【0025】

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。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、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。

【0026】

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｅ、バルブ２４３ａ〜２４３ｅ、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。

【0027】

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〜２４１ｅによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｅ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の昇降動作等を制御するように構成されている。

【0028】

コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）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、それら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。

【0029】

（２）基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００上にゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）を形成するシーケンス例について、図４（ａ）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。

【0030】

図４（ａ）に示す成膜シーケンスでは、
ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給するステップ１ａと、ウエハ２００に対してＤＳガスを供給するステップ２ａと、ウエハ２００に対してＭＧガスを供給するステップ３ａと、を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ２００上に、ＳｉおよびＧｅを含む第１シード層としてＳｉＧｅシード層を形成するステップ（ＳｉＧｅシード層形成ステップ）と、
ウエハ２００に対してＭＧガスを供給することで、ＳｉＧｅシード層上に、Ｇｅを含む膜としてＧｅ膜を形成するステップ（Ｇｅ膜形成ステップ）と、
を行う。

【0031】

本明細書では、図４（ａ）に示す成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の変形例等の説明においても、同様の表記を用いることとする。

【0032】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0033】

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との積層体を意味する場合がある。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を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層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等の上に所定の層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義である。

【0034】

（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２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。

【0035】

ウエハ２００としては、例えば、単結晶Ｓｉにより構成されたＳｉ基板、或いは、表面に単結晶Ｓｉ膜が形成された基板を用いることができる。ウエハ２００の表面には、単結晶Ｓｉが露出した状態となっている。ウエハ２００の表面の一部には、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等の絶縁膜が形成されていてもよい。

【0036】

ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する前、ウエハ２００の表面はフッ化水素（ＨＦ）等により予め洗浄される。但し、洗浄処理の後、ウエハ２００を処理室２０１内へ搬入するまでの間に、ウエハ２００の表面は一時的に大気に晒される。そのため、処理室２０１内へ搬入されるウエハ２００の表面の少なくとも一部には、自然酸化膜（ＳｉＯ膜）が形成される。自然酸化膜は、ウエハ２００の表面、すなわち、露出した単結晶Ｓｉの一部を疎らに（アイランド状に）覆うように形成されることもあり、また、露出した単結晶Ｓｉの全域を連続的に（非アイランド状に）覆うように形成されることもある。

【0037】

（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が所望の成膜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。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。

【0038】

（ＳｉＧｅシード層形成ステップ）
その後、ステップ１ａ〜３ａを順次実行する。

【0039】

［ステップ１ａ］
このステップでは、ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給する。具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へＤＣＳガスを流す。ＤＣＳ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ＤＣＳガスが供給される。このとき同時にバルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＤＣＳ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。また、ノズル２４９ｂ内へのＤＣＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｅを開き、ガス供給管２３２ｅ内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２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。

【0040】

ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給することにより、ＤＣＳによるトリートメント効果を生じさせ、以下の処理を進行させることができる。すなわち、電気陰性度の大きなＣｌを含むＤＣＳをウエハ２００の表面に対して供給することで、ウエハ２００の表面に形成された自然酸化膜における酸素（Ｏ）と、ＤＣＳにおけるＣｌと、を引き合わせ、自然酸化膜に含まれるＳｉ−Ｏ結合を切断することができる。すなわち、ＤＣＳが有する極性により、単結晶Ｓｉの表面を終端しているＳｉ−Ｏ結合を切断することができる。また、ＤＣＳから分離することで生成された微量のＣｌ⁻（Ｃｌイオン）により、単結晶Ｓｉの表面を終端しているＳｉ−Ｏ結合を切断することもできる。これらにより、単結晶Ｓｉの表面において、Ｓｉの未結合手を生じさせ、後述するエピタキシャル成長が進行しやすい環境を整えることが可能となる。ウエハ２００の表面においては、上述の反応が進行することにより、表面に形成された自然酸化膜が除去され、単結晶Ｓｉの表面が露出する。このように、ＤＣＳガスは、単結晶Ｓｉの表面から自然酸化膜を除去するクリーニングガス（洗浄ガス）として作用する。ウエハ２００の表面にＳｉＯ膜等が形成されている場合は、上述のトリートメント効果により、ＳｉＯ膜等の表面にＳｉの吸着サイトが形成される。

【0041】

上述のトリートメント効果により、ウエハ２００の表面においてエピタキシャル成長が進行しやすい環境が整ったら、バルブ２４３ａを閉じ、ＤＣＳ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上述の反応に寄与した後のガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｄ，２４３ｅは開いたままとして、Ｎ_２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用する。

【0042】

［ステップ２ａ］
ステップ１ａが終了した後、ウエハ２００に対してＤＳガスを供給する。このステップでは、バルブ２４３ｂ，２４３ｄ，２４３ｅの開閉制御を、ステップ１ａにおけるバルブ２４３ａ，２４３ｄ，２４３ｅの開閉制御と同様の手順で行うことで、ガス供給管２３２ｂ内へＤＳガスを流す。ガス供給管２３２ｂ内を流れたＤＳ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、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＤＳガスが供給される。

【0043】

ウエハ２００に対してＤＳガスを供給することにより、ステップ１ａで形成されたＳｉの未結合手に、ＤＳに含まれるＳｉを結合させることができる。これにより、ウエハ２００の表面上にＳｉ結晶の核（Ｓｉ核）を形成し、Ｓｉ結晶をエピタキシャル成長（気相エピタキシャル成長）させることができる。この成長は、ホモエピタキシャル成長となる。ホモエピタキシャル成長では、下地となる結晶の上に、この結晶と同じ格子定数を持ち、同じ材料からなる結晶が、同一の結晶方位で成長するため、欠陥の少ない良質な結晶を得ることができる。ウエハ２００の表面上にＳｉＯ膜等が形成されている場合は、上述のトリートメント効果によりＳｉＯ膜等の表面に形成されたＳｉの吸着サイトに、ＤＳに含まれるＳｉを吸着させることができる。この場合、ＳｉＯ膜上に、アモルファス、ポリ、または、アモルファスとポリとの混晶状態のＳｉ核が形成される。

【0044】

Ｓｉ核の形成が完了したら、バルブ２４３ｂを閉じ、ＤＳガスの供給を停止する。そして、ステップ１ａと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留する未反応もしくは上述の反応に寄与した後のガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。

【0045】

［ステップ３ａ］
ステップ２ａが終了した後、ウエハ２００に対してＭＧガスを供給する。このステップでは、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅの開閉制御を、ステップ１ａにおけるバルブ２４３ａ，２４３ｄ，２４３ｅの開閉制御と同様の手順で行うことで、ガス供給管２３２ｃ内へＭＧガスを流す。ガス供給管２３２ｃ内を流れたＭＧガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、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。このとき、ウエハ２００に対してＭＧガスが供給される。

【0046】

ウエハ２００に対してＭＧガスを供給することにより、ステップ１ａで形成されたＳｉの未結合手や、ステップ２ａで形成されたＳｉ核を構成するＳｉの未結合手に、ＭＧに含まれるＧｅを結合させることができる。これにより、ウエハ２００の表面上にＳｉＧｅ結晶の核（ＳｉＧｅ核）を形成し、ＳｉＧｅ結晶を気相エピタキシャル成長させることができる。この成長は、ヘテロエピタキシャル成長となる。ヘテロエピタキシャル成長では、下地となる結晶の上に、この結晶と同じ結晶構造を有し、異なる材料からなる結晶が、同一の結晶方位で成長する。ウエハ２００の表面上にＳｉＯ膜等が形成されている場合は、上述のトリートメント効果によりＳｉＯ膜等の表面に形成されたＳｉの吸着サイトやＳｉ核が有するＳｉの吸着サイトに、ＭＧに含まれるＧｅを吸着させることができる。この場合、ＳｉＯ膜上に、アモルファス、ポリ、または、アモルファスとポリとの混晶状態のＳｉＧｅ核が形成される。

【0047】

ＳｉＧｅ核の形成が完了したら、バルブ２４３ｃを閉じ、ＭＧガスの供給を停止する。そして、ステップ１ａと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留する未反応もしくは上述の反応に寄与した後のガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。

【0048】

ステップ２ａ，３ａを行うと、ウエハ２００の表面の少なくとも一部が、ＤＳガスに含まれるＳｉ−Ｈ結合やＭＧガスに含まれるＧｅ−Ｈ結合によって、終端された状態となる場合がある。ウエハ２００の表面を終端するＳｉ−Ｈ結合やＧｅ−Ｈ結合は、次のステップ１ａにおいてウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給することにより、切断することができる。すなわち、ＤＣＳから分離することで生成された微量のＣｌ⁻により、ウエハ２００の表面を終端しているＳｉ−Ｈ結合やＧｅ−Ｈ結合を切断することができる。これにより、ウエハ２００の表面にＳｉやＧｅの未結合手を形成することができる。すなわち、ウエハ２００の表面において、エピタキシャル成長が進行しやすい環境を再び整えることが可能となる。これにより、次のステップ２ａ，３ａにおいて、上述したＳｉ核やＳｉＧｅ核の形成が遅滞なく開始されることとなる。

【0049】

また、ステップ２ａ，３ａを行うと、ウエハ２００の表面においてＳｉ核やＳｉＧｅ核が異常成長する場合がある。例えば、ステップ２ａ，３ａを行うと、ウエハ２００の表面に吸着したＳｉやＧｅが局所的に凝集する等し、ウエハ２００の表面に凹凸構造が形成される場合がある。但し、異常成長した核は、次のステップ１ａでウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給することで除去することができる。すなわち、ＤＣＳから分離することで生成された微量のＣｌ⁻により、異常成長した核に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合、Ｇｅ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｇｅ結合を切断し、異常成長した核をエッチングすることが可能となる。これにより、ＳｉＧｅシード層形成ステップで形成される層の表面を平滑化させ、結果として、最終的に形成されるＧｅ膜の表面ラフネス等を向上させることが可能となる。ここで表面ラフネスとは、ウエハ面内における膜の高低差を意味しており（表面粗さと同義であり）、その値が小さいほど表面が平滑であることを示している。すなわち、表面ラフネスが向上するとは、膜の高低差が小さくなり、表面の平滑度が向上することを意味する。

【0050】

ここで示した各効果は、ＤＣＳによるトリートメント効果に含めて考えることができる。

【0051】

［所定回数実施］
ステップ１ａ〜３ａをこの順に、すなわち、同期させることなく非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ_１回（ｎ_１は１以上の整数））行う。これにより、ウエハ２００の表面上にＳｉＧｅシード層を形成することができる。ＳｉＧｅシード層は、ウエハ２００の表面を下地として、ＳｉＧｅ結晶がエピタキシャル成長することで形成される。ＳｉＧｅシード層の結晶構造は、下地の結晶性を継承した単結晶となる。すなわち、ＳｉＧｅシード層は、下地の単結晶Ｓｉと同一の結晶方位を有する単結晶ＳｉＧｅ層（エピタキシャルＳｉＧｅ層）となる。

【0052】

以下、ＳｉＧｅシード層形成ステップの処理条件について説明する。ここに示す条件は、上述のトリートメント効果を適正に発揮させることが可能な条件でもある。

【0053】

ステップ１ａ〜３ａにおける処理ガス（ＤＣＳガス、ＤＳガス、ＭＧガス）の供給流量は、それぞれ例えば１０〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の所定の流量とする。ステップ１ａ〜３ａにおける処理ガスの供給時間は、それぞれ例えば１〜６０分の範囲内の所定の時間とする。ステップ１ａ〜３ａにおいて、各ガス供給管より供給するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば０〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の所定の流量とする。Ｎ_２ガスを非供給とすることにより、各処理ガスの分圧を高め、層質を向上させることが可能となる。

【0054】

ウエハ２００の温度（成膜温度）は、例えば２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜４００℃の範囲内の温度とする。処理室２０１内の圧力（成膜圧力）は、例えば０．１〜１０Ｔｏｒｒ（１３．３〜１３３０Ｐａ）の範囲内の圧力とする。

【0055】

成膜温度が２５０℃未満となったり、成膜圧力が０．１Ｔｏｒｒ未満となったりすると、ステップ１ａでウエハ２００に対して供給されるＣｌ⁻やＤＣＳの量が不足し、上述のトリートメント効果が得られなくなる場合がある。また、ステップ２ａ，３ａでウエハ２００に対して供給されるＤＳやＭＧが分解しにくくなり、ウエハ２００上へのＳｉＧｅシード層の形成が困難となる場合がある。成膜温度を２５０℃以上としたり、成膜圧力を０．１Ｔｏｒｒ以上としたりすることで、これらの課題を解消することができ、実用的なレートでＳｉＧｅシード層を形成することが可能となる。成膜温度を３００℃以上とすることで、これらの課題をより確実に解消することができ、ＳｉＧｅシード層の形成レートをさらに高めることが可能となる。

【0056】

成膜温度が４５０℃を超えたり、成膜圧力が１０Ｔｏｒｒを超えたりすると、ステップ１ａでは、ＤＣＳに含まれるＳｉがウエハ２００上に堆積する場合がある。この場合、単結晶Ｓｉの表面から自然酸化膜が除去される前にＳｉが堆積し、単結晶Ｓｉ上（自然酸化膜上）では、エピタキシャル成長が進行せず、最終的に得られるＳｉＧｅシード層がアモルファス層やポリ層になる場合がある。また、ＤＣＳの極性等を利用した上述のトリートメント効果が得られなくなる場合がある。また、ステップ２ａ，３ａで過剰な気相反応が生じることで、ＳｉＧｅシード層の厚さの均一性や段差被覆性が悪化する場合がある。また、処理室２０１内に発生するパーティクルの量が増加する場合もある。成膜温度を４５０℃以下としたり、成膜圧力を１０Ｔｏｒｒ以下としたりすることで、これらの課題を解消することができ、ＳｉＧｅシード層を、面内膜厚均一性や段差被覆性の良好な層とすることが可能となる。成膜温度を４００℃以下とすることで、これらの課題をより確実に解消することができ、ＳｉＧｅシード層の品質をさらに向上させることが可能となる。

【0057】

サイクルの実施回数（ｎ_１）は、例えば５〜２０回、好ましくは１０〜１５回の範囲内の所定の回数に設定する。これにより形成するＳｉＧｅシード層の厚さを、例えば１０〜４０Å（１〜４ｎｍ）、好ましくは２０〜３０Å（２〜３ｎｍ）の範囲内の所定の厚さとすることができる。なお、サイクルを複数回行うことで、ＳｉＧｅシード層の密度を高め、ＳｉＧｅシード層がアイランド状に成長することを回避することが可能となる。これにより、ＳｉＧｅシード層上に形成するＧｅ膜を、表面ラフネスが良好で、膜破れ等の少ない緻密な膜とすることができる。

【0058】

第１処理ガスとしては、ＤＣＳガスの他、モノクロロシラン（ＳｉＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ_４、略称：ＳＴＣ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガス等のクロロシラン原料ガスや、モノクロロゲルマン（ＧｅＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＧ）ガス、ＤＣＧガス、トリクロロゲルマン（ＧｅＨＣｌ_３、略称：ＴＣＧ）ガス、テトラクロロゲルマン（ＧｅＣｌ_４、略称：ＧＴＣ）ガス、ヘキサクロロジゲルマン（Ｇｅ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＧ）ガス等のクロロゲルマン原料ガスを用いることができる。ステップ１ａにおいて、ウエハ２００上へのＳｉやＧｅの堆積を抑制しつつ、上述のＳｉ−Ｏ結合の切断反応を促進させるには、第１処理ガスとして、１分子中に含まれるＳｉやＧｅの数が少なく、１分子中に含まれるＣｌの数が多い原料ガスを用いることが好ましい。また、ステップ１ａにおいて、上述のトリートメント効果を適正に抑制するには、１分子中に含まれるＣｌの数が少ない原料ガスを用いることが好ましい。

【0059】

第２処理ガスとしては、ＤＳガスの他、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８）ガス、テトラシラン（Ｓｉ_４Ｈ_１０）ガス、ペンタシラン（Ｓｉ_５Ｈ_１２）ガス、ヘキサシラン（Ｓｉ_６Ｈ_１４）ガス等の水素化ケイ素原料ガス、すなわち、ハロゲン元素を含まないシラン原料ガスを用いることができる。

【0060】

第３処理ガスとしては、ＭＧガスの他、ジゲルマン（Ｇｅ_２Ｈ_６）ガス、トリゲルマン（Ｇｅ_３Ｈ_８）ガス、テトラゲルマン（Ｇｅ_４Ｈ_１０）ガス、ペンタゲルマン（Ｇｅ_５Ｈ_１２）ガス、ヘキサゲルマン（Ｇｅ_６Ｈ_１４）ガス等の水素化ゲルマニウム原料ガス、すなわち、ハロゲン元素を含まないゲルマン原料ガスを用いることができる。

【0061】

不活性ガスとしては、Ｎ_２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。

【0062】

（Ｇｅ膜形成ステップ）
ＳｉＧｅシード層形成ステップが終了した後、ウエハ２００に対してＭＧガスを供給する。このステップでは、上述のステップ３ａと同様の手順により、ガス供給管２３２ｃ内へＭＧガスを流す。ガス供給管２３２ｃ内を流れたＭＧガスは、処理室２０１内へ供給され、ウエハ２００に対して供給された後、排気管２３１から排気される。

【0063】

ウエハ２００に対してＭＧガスを供給することで、ＳｉＧｅシード層上に、ＳｉＧｅ結晶と同一の結晶構造を有するＧｅ結晶を気相エピタキシャル成長させ、単結晶ＧｅからなるＧｅ膜（エピタキシャルＧｅ膜）を形成することができる。この成長は、ヘテロエピタキシャル成長となる。なお、ＳｉＧｅ結晶の格子定数は、Ｓｉ結晶の格子定数よりもＧｅ結晶の格子定数に近いことから、ＳｉＧｅシード層を下地とするヘテロエピタキシャル成長では、ウエハ２００の表面（単結晶Ｓｉ）を下地とするヘテロエピタキシャル成長よりも、欠陥の少ない良質な結晶を得ることができる。すなわち、本実施形態では、Ｇｅ膜形成ステップの実施前にＳｉＧｅシード層形成ステップを予め実施することから、ＳｉＧｅシード層形成ステップを実施することなくＧｅ膜形成ステップを実施する場合よりも、内部応力や欠陥の少ない良質なＧｅ膜を得ることが可能となる。

【0064】

ＭＧガスの供給流量は、例えば１０〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＧガスの供給時間は、ウエハ２００上に形成するＧｅ膜の膜厚等によって適宜決定することができるが、例えば１０〜１２０分の範囲内の時間とすることができる。各ガス供給管より供給するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば０〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の所定の流量とする。Ｎ_２ガスを非供給とすることにより、ＭＧガスの分圧を高め、膜質を向上させることが可能となる。処理室２０１内の圧力（成膜圧力）は、例えば０．１〜２０Ｔｏｒｒ（１３．３〜２６６０Ｐａ）の範囲内の圧力とする。他の条件は、ＳｉＧｅシード層形成ステップにおける処理条件と同様とする。

【0065】

第４処理ガスとしては、ＭＧガスの他、上述の各種水素化ゲルマニウム原料ガスを用いることができる。Ｇｅ膜中へのハロゲン元素の残留を抑制させる観点からは、第４処理ガスとして、ハロゲン元素を含まない水素化ゲルマニウム原料ガスを用いることが好ましい。また、Ｇｅ膜の膜厚均一性を向上させる観点からは、第４処理ガスとして、第３処理ガスのような低次の水素化ゲルマニウム原料ガスを用いることが好ましい。すなわち、第４処理ガスとして、第３処理ガスを構成する物質と同一の物質で構成されるガス（第３処理ガスと分子構造が同一であるガス）を用いることが好ましい。また、Ｇｅ膜の成膜レートを向上させる観点からは、第４処理ガスとして、ハロゲン元素を含む反応性の高いゲルマン原料ガスを用いることが好ましい。

【0066】

不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、上述の各種希ガスを用いることができる。

【0067】

（アフターパージ及び大気圧復帰）
Ｇｅ膜形成ステップが終了した後、ガス供給管２３２ｄ，２３２ｅのそれぞれからＮ_２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。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）。

【0068】

（ボートアンロード及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、反応管２０３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、反応管２０３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）。

【0069】

（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つ又は複数の効果が得られる。

【0070】

（ａ）Ｇｅ膜形成ステップを行う前に、ウエハ２００上にＳｉＧｅシード層を予め形成することにより、ＳｉＧｅシード層を形成することなくウエハ２００上にＧｅ膜を直接形成する場合よりも、エピタキシャル成長の品質を向上させることが可能となる。これは、ＳｉＧｅシード層が、ウエハ２００の表面を構成するＳｉ結晶と、Ｇｅ膜を構成するＧｅ結晶と、の間の格子定数差（格子不整合）を吸収するバッファ層として機能するためである。これにより、内部応力（ストレス）や欠陥の少ない良質なＧｅ膜を得ることが可能となり、最終的に得られる半導体装置の性能を向上させ、その製造歩留まりを改善することが可能となる。

【0071】

（ｂ）Ｇｅ膜形成ステップを行う前に、ウエハ２００上にＳｉＧｅシード層を予め形成することにより、ＳｉＧｅシード層を形成することなくウエハ２００上にＧｅ膜を直接形成する場合よりも、Ｇｅ膜とウエハ２００との接合界面における密着性を高めたり、界面準位の状態を向上させたりすることが可能となる。これにより、最終的に得られる半導体装置の性能を向上させ、その製造歩留まりを改善することが可能となる。

【0072】

（ｃ）ＳｉＧｅシード層形成ステップでは、ＤＣＳが発揮するトリートメント効果により、ウエハ２００の表面上において、エピタキシャル成長を遅滞なく開始させることが可能となる。また、このトリートメント効果により、ＳｉＧｅシード層を、段差被覆性に優れ、平坦な表面を有する連続的かつ緻密な層とすることができる。結果として、最終的に形成されるＧｅ膜を、段差被覆性や面内膜厚均一性に優れ、表面ラフネスが極めて良好な膜とすることが可能となる。

【0073】

（ｄ）Ｇｅ膜形成ステップを行う前に、ウエハ２００上にＳｉＧｅシード層を予め形成することにより、たとえウエハ２００の表面（成膜の下地）の一部にＳｉＯ膜等が存在し、ＤＣＳのトリートメント効果によりそのＳｉＯ膜等を完全に除去しきれなかった場合であっても、この層を、下地からＧｅ膜へのＯの拡散を抑制する酸化ブロック層（拡散抑制層）として機能させることが可能となる。結果として、最終的に形成されるＧｅ膜の酸化を抑制することが可能となる。

【0074】

（ｅ）上述の効果は、第１処理ガスとしてＤＣＳガス以外のハロゲン元素を含む原料ガスを用いる場合や、第２処理ガスとしてＤＳガス以外の水素化ケイ素原料ガスを用いる場合や、第３処理ガス、第４処理ガスとしてＭＧガス以外の水素化ゲルマニウム原料ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。なお、第１処理ガスとして、水素化ケイ素原料ガス、水素化ゲルマニウム原料ガス、アミノシラン原料ガス、アミノゲルマン原料ガス等のハロゲン元素を含まないガスを用いた場合には、上述のトリートメント効果が得られなくなる。

【0075】

（４）変形例
本実施形態における成膜シーケンスは、上記に示した態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。

【0076】

（変形例１）
以下に示す成膜シーケンスのように、ＳｉＧｅシード層形成ステップでは、各処理ガスの供給タイミングを図４（ａ）に示す成膜シーケンスから変更してもよい。各ステップの処理手順、処理条件は、ガスの供給タイミングを除き、図４（ａ）に示す成膜シーケンスの各ステップのそれらと同様とすることができる。

【0077】

（ＤＣＳ→ＭＧ→ＤＳ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0078】

（ＤＣＳ→ＤＳ＋ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0079】

これらの変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。なお、各サイクルで、ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ、或いは、ＤＣＳ→ＤＳ＋ＭＧの順にガス供給を行う成膜シーケンスの方が、ＤＣＳ→ＭＧ→ＤＳの順にガス供給を行う成膜シーケンスよりも、ウエハ２００の表面を下地とするエピタキシャル成長を確実かつ高品質に進行させることが容易となる点で好ましい。

【0080】

（変形例２）
図４（ｂ）や以下に示す成膜シーケンスのように、ＳｉＧｅシード層形成ステップを行う前に、Ｓｉシード層形成ステップを行うようにしてもよい。Ｓｉシード層形成ステップでは、例えば、ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給するステップ１ｂと、ウエハ２００に対してＤＳガスを供給するステップ２ｂと、を交互に行うサイクルを所定回数（ｎ_２回（ｎ_２は１以上の整数））行うことで、ウエハ２００上に、Ｓｉを含む第２シード層（Ｓｉシード層）を形成する。Ｓｉシード層は、単結晶Ｓｉ層（エピタキシャルＳｉ層）となる。ステップ１ｂ，２ｂの処理手順、処理条件は、図４（ａ）に示す成膜シーケンスのステップ１ａ，２ａのそれらと同様とすることができる。

【0081】

（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_２→（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード／Ｓｉシード

【0082】

（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_２→（ＤＣＳ→ＭＧ→ＤＳ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード／Ｓｉシード

【0083】

（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_２→（ＤＣＳ→ＤＳ＋ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード／Ｓｉシード

【0084】

これらの変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。また、Ｓｉシード層形成ステップでは、ＳｉＧｅシード層形成ステップと同様、ＤＣＳが発揮するトリートメント効果により、Ｓｉシード層のエピタキシャル成長を、ウエハ２００の表面全域にわたって遅滞なく開始させることが可能となる。また、このトリートメント効果により、Ｓｉシード層を、段差被覆性に優れ、平坦な表面を有する連続的かつ緻密な層とすることが可能となる。これにより、その上に形成するＳｉＧｅシード層の品質をいっそう高め、結果として、最終的に形成されるＧｅ膜を、段差被覆性や面内膜厚均一性がさらに優れ、表面ラフネスがさらに良好な膜とすることが可能となる。

【0085】

（変形例３）
以下に示す成膜シーケンスのように、ＳｉＧｅシード層形成ステップを行った後、Ｇｅ膜形成ステップを行う前に、Ｇｅシード層形成ステップを行うようにしてもよい。Ｇｅシード層形成ステップでは、例えば、ウエハ２００に対してＤＣＧガスを供給するステップ１ｃと、ウエハ２００に対してＭＧガスを供給するステップ２ｃと、を交互に行うサイクルを所定回数（ｎ_３回（ｎ_３は１以上の整数））行うことで、ウエハ２００上に、Ｇｅを含む第３シード層（Ｇｅシード層）を形成する。Ｇｅシード層は、単結晶Ｇｅ層（エピタキシャルＧｅ層）となる。ステップ１ｃ，２ｃの処理手順、処理条件は、ステップ１ａにおいてガス供給管２３２ａ内へＤＣＧガスを流す点を除き、図４（ａ）に示す成膜シーケンスのステップ１ａ，３ａのそれらと同様とすることができる。

【0086】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→（ＤＣＧ→ＭＧ）×ｎ_３→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／Ｇｅシード／ＳｉＧｅシード

【0087】

（ＤＣＳ→ＭＧ→ＤＳ）×ｎ_１→（ＤＣＧ→ＭＧ）×ｎ_３→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／Ｇｅシード／ＳｉＧｅシード

【0088】

（ＤＣＳ→ＤＳ＋ＭＧ）×ｎ_１→（ＤＣＧ→ＭＧ）×ｎ_３→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／Ｇｅシード／ＳｉＧｅシード

【0089】

これらの変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。また、Ｇｅシード層形成ステップでは、ＳｉＧｅシード層形成ステップと同様、ＤＣＧが発揮するトリートメント効果により、Ｇｅシード層のエピタキシャル成長をウエハ２００の表面全域にわたって遅滞なく開始させることが可能となる。また、このトリートメント効果により、Ｇｅシード層を、段差被覆性に優れ、平坦な表面を有する連続的かつ緻密な層とすることが可能となる。これにより、その上に形成するＧｅ膜の品質をいっそう高め、結果として、最終的に形成されるＧｅ膜を、段差被覆性や面内膜厚均一性がさらに優れ、表面ラフネスがさらに良好な膜とすることが可能となる。

【0090】

（変形例４）
以下に示す成膜シーケンスのように、Ｇｅ膜形成ステップを行う前に、上述のＳｉシード層形成ステップと、上述のＳｉＧｅシード層形成ステップと、を交互に所定回数（ｍ_１回（ｍ_１は２以上の整数））繰り返す多層シード層形成ステップを行うようにしてもよい。多層シード層形成ステップでは、ウエハ２００上に、Ｓｉシード層とＳｉＧｅシード層とが交互に積層されてなる多層シード層が形成され、この層がＧｅ膜の形成の下地となる。

【0091】

〔（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_２→（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１〕×ｍ_１→ＭＧ ⇒ Ｇｅ膜／多層シード

【0092】

多層シード層形成ステップを行う際、その実施期間のうち前半の期間ではｎ_２をｎ_１よりも大きくし（ｎ_２＞ｎ_１）、その実施期間のうち後半の期間ではｎ_１をｎ_２よりも大きくする（ｎ_１＞ｎ_２）。すなわち、多層シード層を成長させる際、その下層部分（ウエハ２００に近い側）ではＳｉリッチな結晶を成長させ、その上層部分（Ｇｅ膜に近い側）ではＧｅリッチな結晶を成長させる。

【0093】

本変形例によっても、図４（ａ）や図４（ｂ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。また、多層シード層の組成を上述のように厚さ方向にわたって変化させる（グラデーションをつける）ことにより、ウエハ２００の表面を構成するＳｉ結晶と、Ｇｅ膜を構成するＧｅ結晶と、の間の格子定数差を、多層シード層内でより適正に吸収することが可能となる。結果として、内部応力や欠陥がさらに少ない、より良質なＧｅ膜を得ることが可能となる。

【0094】

（変形例５）
図５（ａ）や以下に示す成膜シーケンスのように、Ｇｅ膜形成ステップを行った後、ＳｉＧｅキャップ層形成ステップを行うようにしてもよい。ＳｉＧｅキャップ層形成ステップでは、例えば、ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給するステップ１ｄと、ウエハ２００に対してＤＳガスを供給するステップ２ｄと、ウエハ２００に対してＭＧガスを供給するステップ３ｄと、を含むサイクルを所定回数（ｎ_４回（ｎ_４は１以上の整数））行うことで、ウエハ２００上に、ＳｉおよびＧｅを含む第１キャップ層（ＳｉＧｅキャップ層）を形成する。ＳｉＧｅキャップ層は、単結晶ＳｉＧｅ層（エピタキシャルＳｉＧｅ層）となる。ＳｉＧｅキャップ層形成ステップの処理手順、処理条件は、図４（ａ）に示す成膜シーケンスのＳｉＧｅシード層形成ステップや、変形例１のＳｉＧｅシード層形成ステップのそれらと同様とすることができる。なお、図５（ａ）では、便宜上、ＳｉＧｅシード層形成ステップの図示を省略している。

【0095】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_４ ⇒ ＳｉＧｅキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0096】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＭＧ→ＤＳ）×ｎ_４ ⇒ ＳｉＧｅキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0097】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＤＳ＋ＭＧ）×ｎ_４ ⇒ ＳｉＧｅキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0098】

本変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。なお、ＧｅはＳｉよりも酸化しやすく、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ）は比較的昇華しやすい特性がある。そのため、Ｇｅ膜は、処理室２０１内に残留している微量なＯ成分によって酸化されたり、成膜処理後のウエハ２００を大気に暴露した際に酸化されたり、表面状態が悪化する場合がある。これに対し、本実施形態のように、Ｇｅよりも酸化耐性の高いＳｉＧｅで構成されるＳｉＧｅキャップ層をＧｅ膜上に形成することで、Ｇｅ膜の表面の酸化を抑制し、Ｇｅ膜の表面を安定化（パッシベーション）させることが可能となる。すなわち、Ｇｅ膜の表面状態を、成膜直後の良好な状態のまま保護することが可能となる。

【0099】

（変形例６）
図５（ｂ）や以下に示す成膜シーケンスのように、ＳｉＧｅキャップ層形成ステップを行った後、Ｓｉキャップ層形成ステップを行うようにしてもよい。また、Ｇｅ膜形成ステップを行った後、ＳｉＧｅキャップ層形成ステップを行うことなくＳｉキャップ層形成ステップを行うようにしてもよい。Ｓｉキャップ層形成ステップでは、例えば、ウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給するステップ１ｅと、ウエハ２００に対してＤＳガスを供給するステップ２ｅと、を含むサイクルを所定回数（ｎ_５回（ｎ_５は１以上の整数））行うことで、ウエハ２００上（ＳｉＧｅキャップ層上、或いは、Ｇｅ膜上）に、Ｓｉを含む第２キャップ層（Ｓｉキャップ層）を形成する。Ｓｉキャップ層は、単結晶Ｓｉ層（エピタキシャルＳｉ層）となる。ステップ１ｅ，２ｅの処理手順、処理条件は、図４（ａ）に示す成膜シーケンスのステップ１ａ，２ａと同様とすることができる。なお、図５（ｂ）では、便宜上、ＳｉＧｅシード層形成ステップの図示を省略している。

【0100】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_４→（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_５ ⇒ Ｓｉキャップ／ＳｉＧｅキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0101】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_５ ⇒Ｓｉキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0102】

これらの変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。また、ＳｉＧｅよりも酸化耐性のさらに高いＳｉからなるＳｉキャップ層をＳｉＧｅキャップ層上、或いは、Ｇｅ膜上に形成することで、Ｇｅ膜の表面の酸化をより確実に抑制し、Ｇｅ膜の表面をより確実に安定化させることが可能となる。

【0103】

（変形例７）
以下に示す成膜シーケンスのように、Ｇｅ膜形成ステップを行った後、上述のＳｉＧｅキャップ層形成ステップと、上述のＳｉキャップ層形成ステップと、を交互に所定回数（ｍ_２回（ｍ_２は２以上の整数））繰り返す多層キャップ層形成ステップを行うようにしてもよい。多層キャップ層形成ステップでは、ウエハ２００上に、ＳｉＧｅキャップ層とＳｉキャップ層とが交互に積層されてなる多層キャップ層が形成され、この層がＧｅ膜の保護層となる。

【0104】

（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→〔（ＤＣＳ→ＤＳ→ＭＧ）×ｎ_４→（ＤＣＳ→ＤＳ）×ｎ_５〕×ｍ_２ ⇒ 多層キャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード層

【0105】

多層キャップ層形成ステップを行う際、その実施期間のうち前半の期間ではｎ_４をｎ_５よりも大きくし（ｎ_４＞ｎ_５）、その実施期間のうち後半の期間ではｎ_５をｎ_４よりも大きくする（ｎ_５＞ｎ_４）。すなわち、多層キャップ層を成長させる際、その下層部分（Ｇｅ膜に近い側）ではＧｅリッチな結晶を成長させ、その上層部分（表面側）ではＳｉリッチな結晶を成長させる。

【0106】

本変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスや、変形例５，６と同様の効果が得られる。また、多層キャップ層の組成を上述のように厚さ方向にわたって変化させる（グラデーションをつける）ことにより、Ｇｅ膜の表面を構成するＧｅ結晶と、多層キャップ層の表面を構成するＳｉリッチな結晶と、の間の格子定数差を、多層キャップ層内でより適正に吸収することが可能となる。結果として、多層キャップ層を内部応力や欠陥の少ないエピタキシャル層とすることができ、この層が有する保護層としての機能を高めることが可能となる。

【0107】

（変形例８）
以下に示す成膜シーケンスのように、ＳｉＧｅシード層やＳｉＧｅキャップ層のうち少なくともいずれかを、ＤＳガスを用いずに形成してもよい。すなわち、ＤＣＳガスを、クリーニングガスとしてだけではなく、Ｓｉソースとして用いるようにしてもよい。

【0108】

（ＤＣＳ→ＭＧ）×ｎ_１→ＭＧ→（ＤＣＳ→ＭＧ）×ｎ_４ ⇒ ＳｉＧｅキャップ／Ｇｅ膜／ＳｉＧｅシード

【0109】

本変形例によっても、図４（ａ）に示す成膜シーケンスや上述の変形例と同様の効果が得られる。また、ガス供給系の構成を簡素化させ、基板処理コストを低減させることが可能となる。

【0110】

（変形例９）
図４（ａ）に示す成膜シーケンスや上述の変形例において、各種シード層や各種キャップ層を形成する際、サイクルの実施回数、各処理ガスの供給流量、各処理ガスの供給時間、処理室２０１内の圧力等のうち少なくともいずれかの処理条件を調整することで、シード層やキャップ層の組成を、その厚さ方向にわたって変化させる（グラデーションをつける）ようにしてもよい。これにより、変形例４，７と同様の効果（格子定数差の吸収）が得られるようになる。

【0111】

（変形例１０）
第１処理ガスとしては、上述したように、ＤＣＳガス以外のクロロシラン原料ガスを用いてもよく、また、クロロゲルマン原料を用いてもよい。さらに、第１処理ガスとしては、これらのハロゲン系原料ガスの他、塩化水素（ＨＣｌ）ガス、塩素（Ｃｌ_２）ガス、塩化硼素（ＢＣｌ_３）ガス、フッ化塩素（ＣｌＦ_３）ガス等のＳｉやＧｅを含まないハロゲン系ガスを用いるようにしてもよい。本変形例においても、各種処理条件を図４（ａ）に示す成膜シーケンスの処理条件と同様に設定することで、同様の効果が得られる。

【0112】

（変形例１１）
第２処理ガスとしては、上述の水素化ケイ素原料ガスの他、ブチルアミノシラン（ＢＡＳ）ガス、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）ガス、ジメチルアミノシラン（ＤＭＡＳ）ガス、ビスジメチルアミノシラン（ＢＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（３ＤＭＡＳ）ガス、ジエチルアミノシラン（ＤＥＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（ＢＤＥＡＳ）ガス、ジプロピルアミノシラン（ＤＰＡＳ）ガス、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）ガス等のアミノシラン原料ガスを用いるようにしてもよい。本変形例においても、各種処理条件を図４（ａ）に示す成膜シーケンスの処理条件と同様に設定することで、同様の効果が得られる。

【0113】

（変形例１２）
第３処理ガス、第４処理ガスとしては、上述の水素化ゲルマニウム原料ガスの他、ジメチルアミノゲルマン（ＤＭＡＧ）ガス、ジエチルアミノゲルマン（ＤＥＡＧ）ガス、ビスジメチルアミノゲルマン（ＢＤＭＡＧ）ガス、ビスジエチルアミノゲルマン（ＢＤＥＡＧ）ガス、トリスジメチルアミノゲルマン（３ＤＭＡＧ）ガス等のアミノゲルマン原料ガスを用いるようにしてもよい。本変形例においても、各種処理条件を図４（ａ）に示す成膜シーケンスの処理条件と同様に設定することで、同様の効果が得られる。

【0114】

＜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。

【0115】

基板処理に用いられるレシピは、処理内容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、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、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、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。

【0116】

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。

【0117】

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膜を形成する場合にも、好適に適用できる。

【0118】

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、処理条件にて成膜を行うことができ、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。

【0119】

上述の実施形態や変形例の手法により形成したＧｅ膜をトランジスタのチャネルとして使用することにより、チャネルにおける電子の移動度を大幅に向上させることができ、電気特性を大幅に高めることが可能となる。

【0120】

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。

【0121】

＜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。

【0122】

（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板に対してシリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してシリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガスを供給する工程と、前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１シード層を形成する工程と、
前記基板に対してゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給することで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む膜を形成する工程と、
を有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。

【0123】

（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、をこの順に行うサイクルを所定回数行う。

【0124】

（付記３）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、をこの順に行うサイクルを所定回数行う。

【0125】

（付記４）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１シード層を形成する工程では、前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程および前記第３処理ガスを供給する工程を同時に行う工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う。

【0126】

（付記５）
付記１〜４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記ゲルマニウムを含む膜を形成する工程を行う前に、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、シリコンを含む第２シード層を形成する工程と、
前記第１シード層を形成する工程と、
を行う。

【0127】

（付記６）
付記５に記載の方法であって、好ましくは、
前記第２シード層を形成する工程では、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う。

【0128】

（付記７）
付記１〜６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１シード層を形成する工程を行った後、前記ゲルマニウムを含む膜を形成する工程を行う前に、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第１シード層上に、ゲルマニウムを含む第３シード層を形成する工程を行う。

【0129】

（付記８）
付記７に記載の方法であって、好ましくは、
前記第３シード層を形成する工程では、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う。

【0130】

（付記９）
付記５に記載の方法であって、好ましくは、
前記ゲルマニウムを含む膜を形成する工程を行う前に、前記第２シード層を形成する工程と、前記第１シード層を形成する工程と、を交互に繰り返す工程を行い、
その実施期間のうち前半の期間では、前記第２シード層を形成する工程でのサイクルの実施回数を、前記第１シード層を形成する工程でのサイクルの実施回数よりも大きくし、
前記実施期間のうち後半の期間では、前記第１シード層を形成する工程でのサイクルの実施回数を、前記第２シード層を形成する工程でのサイクルの実施回数よりも大きくする。

【0131】

（付記１０）
付記１〜９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、前記第３処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記ゲルマニウムを含む膜上に、シリコンおよびゲルマニウムを含む第１キャップ層を形成する工程をさらに有する。

【0132】

（付記１１）
付記１０に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１処理ガスを供給する工程と、前記第２処理ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記第１キャップ層上に、シリコンを含む第２キャップ層を形成する工程をさらに有する。

【0133】

（付記１２）
付記１１に記載の方法であって、好ましくは、
前記ゲルマニウムを含む膜を形成する工程を行った後に、前記第１キャップ層を形成する工程と、前記第２キャップ層を形成する工程と、を交互に繰り返す工程を行い、
その実施期間のうち前半の期間では、前記第１キャップ層を形成する工程でのサイクルの実施回数を、前記第２キャップ層を形成する工程でのサイクルの実施回数よりも大きくし、
前記実施期間のうち後半の期間では、前記第２キャップ層を形成する工程でのサイクルの実施回数を、前記第１キャップ層を形成する工程でのサイクルの実施回数よりも大きくする。

【0134】

（付記１３）
付記１〜１２のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記第４処理ガスは、前記第３処理ガスを構成する物質と同一の物質で構成される。すなわち、前記第４処理ガスは前記第３処理ガスと分子構造が同一である。

【0135】

（付記１４）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内の基板に対して、シリコンまたはゲルマニウムを含みハロゲン元素を含む第１処理ガス、シリコンを含みハロゲン元素を含まない第２処理ガス、ゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第３処理ガス、および、ゲルマニウムを含みハロゲン元素を含まない第４処理ガスを供給する供給系と、
付記１の処理を行わせるように、前記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。

【0136】

（付記１５）
本発明のさらに他の態様によれば、
付記１の処理をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム、又は、前記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】

【0137】

２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】