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特開2024-120709基板処理方法、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】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120709
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】基板処理方法、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 21/316 20060101AFI20240829BHJP
H01L 21/318 20060101ALI20240829BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
H01L21/316 X
H01L21/318 B
H01L21/31 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027702
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【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】磯辺 紀之
(72)【発明者】
【氏名】永冨 佳将
【テーマコード（参考）】
5F045
5F058
【Ｆターム（参考）】
5F045AA06
5F045AA15
5F045AB31
5F045AC00
5F045AC02
5F045AC05
5F045AC11
5F045AC12
5F045AC15
5F045AC16
5F045AD07
5F045AD08
5F045AD09
5F045AD10
5F045AD11
5F045AD12
5F045AE15
5F045AE17
5F045AE19
5F045AE21
5F045AE23
5F045AF12
5F045BB19
5F045DP19
5F045DP28
5F045DQ05
5F045EE17
5F045EF03
5F045EF09
5F045EK06
5F058BA09
5F058BC03
5F058BC09
5F058BD05
5F058BD12
5F058BF04
5F058BF24
5F058BF27
5F058BF30
5F058BF36
5F058BF37
5F058BJ02
5F058BJ06
5F058BJ07
(57)【要約】
【課題】基板上に形成される膜のステップカバレッジを向上させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する工程と、（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の開口部側に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる。
【選択図】図６
【解決手段】（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する工程と、（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の開口部側に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する工程と、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる、
基板処理方法。
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる、
基板処理方法。
【請求項2】
前記基板は凹部を有する、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記膜は、前記第１元素を含む第１膜と前記第２元素を含む第２膜とを含む積層膜である、
請求項１に記載の基板処理方法。
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記第１改質ガスは、前記第１処理ガスと前記基板の表面との反応を阻害するガスであり、
前記第２改質ガスは、前記第２処理ガスと前記基板の表面との反応を阻害するガスである、
請求項１に記載の基板処理方法。
前記第２改質ガスは、前記第２処理ガスと前記基板の表面との反応を阻害するガスである、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第２処理ガスの分子量は、前記第１処理ガスの分子量よりも大きい、
請求項１に記載の基板処理方法。
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第２処理ガスの前記基板の表面に対する反応性は、同一の条件下における前記第１処理ガスの前記基板の表面に対する反応性よりも高い、
請求項１に記載の基板処理方法。
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項7】
（ｂ１）における前記基板が存在する空間内の圧力を、（ａ１）における前記空間内の圧力よりも小さくする、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項8】
（ｂ１）において前記第２改質ガスを前記基板に対して供給する時間を、（ａ１）において前記第１改質ガスを前記基板に対して供給する時間よりも短くする、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
（ｂ１）における前記基板が存在する空間の前記第２改質ガスの分圧を、（ａ１）における前記空間の前記第１改質ガスの分圧よりも小さくする、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項10】
（ｂ１）において前記第２改質ガスを前記基板に対して供給する時間を、（ａ１）において前記第１改質ガスを前記基板に対して供給する時間よりも長くする、
請求項９に記載の基板処理方法。
請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項11】
前記第１改質ガスと前記第２改質ガスとは同じガスである、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項12】
前記第１改質ガスと前記第２改質ガスは異なるガスである、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項13】
前記第２改質ガスの前記基板の表面に対する吸着性は、前記第１改質ガスの前記基板の表面に対する吸着性よりも高い、
請求項１２に記載の基板処理方法。
請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項14】
前記凹部は、前記基板を処理する空間に面する開口部を有する第１凹部と、前記第１凹部内に開口部を有する第２凹部と、を有する、
請求項２に記載の基板処理方法。
請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項15】
（ａ２）において、前記第１処理ガスとして、前記第１元素を含む第１原料ガスと第１反応ガスとを供給する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項16】
（ｂ２）において、前記第２処理ガスとして、前記第２元素を含む第２原料ガスと第２反応ガスとを供給する、
請求項１５に記載の基板処理方法。
請求項１５に記載の基板処理方法。
【請求項17】
前記第１処理ガスおよび前記第２処理ガスのうち、一方のガスは原料ガスであり、他方のガスは反応ガスである、
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項18】
（ａ１）第１改質ガスを、凹部を有する基板に供給する工程と、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる、
半導体装置の製造方法。
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる、
半導体装置の製造方法。
【請求項19】
第１改質ガスを基板に供給する第１改質ガス供給部と、
第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する第１処理ガス供給部と、
第２改質ガスを前記基板に供給する第２改質ガス供給部と、
第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを前記基板に供給する第２処理ガス供給部と、
（ａ１）前記第１改質ガスを前記基板に供給する処理と、（ａ２）前記第１処理ガスを前記基板に供給する処理と、（ｂ１）前記第２改質ガスを前記基板に供給する処理と、（ｂ２）前記第２処理ガスを前記基板に供給する処理と、を含み、（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成し、（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われるように、前記第１改質ガス供給部および前記第１処理ガス供給部、前記第２改質ガス供給部、前記第２処理ガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する第１処理ガス供給部と、
第２改質ガスを前記基板に供給する第２改質ガス供給部と、
第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを前記基板に供給する第２処理ガス供給部と、
（ａ１）前記第１改質ガスを前記基板に供給する処理と、（ａ２）前記第１処理ガスを前記基板に供給する処理と、（ｂ１）前記第２改質ガスを前記基板に供給する処理と、（ｂ２）前記第２処理ガスを前記基板に供給する処理と、を含み、（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成し、（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われるように、前記第１改質ガス供給部および前記第１処理ガス供給部、前記第２改質ガス供給部、前記第２処理ガス供給部を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項20】
（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する手順と、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する手順と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する手順と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する手順と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する手順を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる手順を、
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。
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する手順と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する手順と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する手順と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する手順を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる手順を、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理方法、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、凹部を有する基板上に膜を形成する処理が行われることがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－０８５２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、基板上に形成される膜の段差被覆性（ステップカバレッジ）を向上させることが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によれば、
（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する工程と、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる技術が提供される。
（ａ１）第１改質ガスを基板に供給する工程と、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ１）第２改質ガスを前記基板に供給する工程と、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における前記第１処理ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、前記基板に供給する工程と、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数行い、前記第１元素と前記第２元素とを含む膜を形成する工程を有し、
（ｂ１）は、前記第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりも前記基板の表面に吸着しやすい条件で行われる技術が提供される。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板上に形成される膜のステップカバレッジを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図6】図６（ａ）は、ウエハの凹部における第１改質ガスの吸着箇所を示す図である。図６（ｂ）は、第１改質ガスがウエハの凹部に吸着した後にウエハに対して供給された第１処理ガスの吸着箇所を示す図である。図６（ｃ）は、ウエハに対して第１改質ガスするステップと第１処理ガスを供給するステップとを含むサイクルを所定回数行った後に形成された第１膜を示す図である。図６（ｄ）は、第１膜形成後のウエハの凹部における第２改質ガスの吸着箇所を示す図である。図６（ｅ）は、第２改質ガスが第１膜に吸着した後にウエハに対して供給された第２処理ガスの吸着箇所を示す図である。図６（ｆ）は、ウエハに対して第２改質ガスを供給するステップと第２処理ガスを供給するステップとを含むサイクルを所定回数行った後に形成された第２膜を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
＜本開示の一態様＞
以下、本開示の一態様について、主に、図１～図４、図６（ａ）～図６（ｆ）、図７を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
以下、本開示の一態様について、主に、図１～図４、図６（ａ）～図６（ｆ）、図７を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
【0009】
（１）基板処理装置の構成
図１に示すように、処理炉２０２は加熱機構（温度調整部）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。
図１に示すように、処理炉２０２は加熱機構（温度調整部）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）等の耐熱性材料により構成され、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、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料により構成され、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。反応管２０３はヒータ２０７と同様に垂直に据え付けられている。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）が構成される。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成される。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。この処理室２０１内でウエハ２００に対する処理が行われる。
【0011】
処理室２０１内には、第１～第３供給部としてのノズル２４９ａ～２４９ｃが、マニホールド２０９の側壁を貫通するようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ～２４９ｃを、それぞれ第１～第３ノズルとも称する。ノズル２４９ａ～２４９ｃは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料により構成されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃには、ガス供給管２３２ａ～２３２ｃがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃはそれぞれ異なるノズルであり、ノズル２４９ａ，２４９ｃのそれぞれは、ノズル２４９ｂに隣接して設けられている。
【0012】
ガス供給管２３２ａ～２３２ｃには、ガス流の上流側から順に、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のバルブ２４３ａよりも下流側には、ガス供給管２３２ｄ，２３２ｇがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、ガス供給管２３２ｅ，２３２ｈがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｃよりも下流側には、ガス供給管２３２ｆ，２３２ｉが接続されている。ガス供給管２３２ｄ～２３２ｉには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｄ～２４１ｉおよびバルブ２４３ｄ～２４３ｉがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ～２３２ｉは、例えば、ＳＵＳ等の金属材料により構成されている。
【0013】
図２に示すように、ノズル２４９ａ～２４９ｃは、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～２４９ｃ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。
【0014】
ノズル２４９ａは、ノズル２４９ｂ，２４９ｃよりも、後述する排気口２３１ａから遠い側に配置されている。すなわち、ノズル２４９ｂ，２４９ｃは、ノズル２４９ａよりも、排気口２３１ａに近い側に配置されている。また、ノズル２４９ｂ，２４９ｃは、平面視において、処理室２０１内にウエハ２００が搬入された状態におけるウエハ２００の中心、すなわち、反応管２０３の中心と排気口２３１ａの中心とを通る直線を対称軸として線対称に配置されている。また、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、反応管２０３の中心を挟んで一直線上に対向するように配置されている。
【0015】
ガス供給管２３２ａからは、第１改質ガスが、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】
ガス供給管２３２ｂからは、第２改質ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
【0017】
ガス供給管２３２ｃからは、第１処理ガスとしての第１反応ガスが、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給される。
【0018】
ガス供給管２３２ｄからは、第１処理ガスとしての第１原料ガスが、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、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。
【0019】
ガス供給管２３２ｅからは、第２処理ガスとしての第２原料ガスが、ＭＦＣ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、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。
【0020】
ガス供給管２３２ｆからは、第２処理ガスとしての第２反応ガスが、が、ＭＦＣ２４１ｆ、バルブ２４３ｆ、ガス供給管２３２ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給される。
【0021】
ガス供給管２３２ｇ～２３２ｉからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｇ～２４１ｉ、バルブ２４３ｇ～２４３ｉ、ガス供給管２３２ａ～２３２ｃ、ノズル２４９ａ～２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給される。不活性ガスは、パージガス、キャリアガス、希釈ガス等として作用する。
【0022】
主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、第１改質ガス供給部が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、第２改質ガス供給部が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、第１処理ガス供給部（第１原料ガス供給部、第１反応ガス供給部）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ、ＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆ、バルブ２４３ｅ，２４３ｆにより、第２処理ガス供給部（第２原料ガス供給部、第２反応ガス供給部）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｇ～２３２ｉ、ＭＦＣ２４１ｇ～２４１ｉ、バルブ２４３ｇ～２４３ｉにより、不活性ガス供給部が構成される。
【0023】
上述の各種ガス供給部のうち、いずれか、或いは、全てのガス供給部は、バルブ２４３ａ～２４３ｉやＭＦＣ２４１ａ～２４１ｉ等が集積されてなる集積型ガス供給システム２４８として構成されていてもよい。集積型ガス供給システム２４８は、ガス供給管２３２ａ～２３２ｉのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ～２３２ｉ内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ～２４３ｉの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ～２４１ｉ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。集積型ガス供給システム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～２３２ｉ等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型ガス供給システム２４８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。
【0024】
反応管２０３の側壁下方には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２３１ａが設けられている。排気口２３１ａは、反応管２０３の側壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列領域に沿って設けられていてもよい。排気口２３１ａには排気管２３１が接続されている。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。
【0025】
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、例えばＳＵＳ等の金属材料により構成され、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、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。
【0026】
マニホールド２０９の下方には、シールキャップ２１９を降下させボート２１７を処理室２０１内から搬出した状態で、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等の金属材料により構成され、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。
【0027】
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等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱板２１８が多段に支持されている。なお、本明細書における「２５～２００枚」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「２５～２００枚」とは「２５枚以上２００枚以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
【0028】
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。
【0029】
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。また、コントローラ１２１には、外部記憶装置１２３を接続することが可能となっている。
【0030】
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ 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、読み出し可能に記録され、格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ１２１によって、基板処理装置に実行させ、所定の結果を得ることができ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、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。
【0031】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｉ、バルブ２４３ａ～２４３ｉ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０７、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。
【0032】
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ことが可能な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～２４１ｉによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｇ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ことが可能なように構成されている。
【0033】
コントローラ１２１は、外部記憶装置１２３に記録され、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。外部記憶装置１２３は、例えば、ＨＤＤ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、ＳＳＤ等の半導体メモリ等を含む。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うようにしてもよい。
【0034】
（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、表面にトレンチ等の凹部が形成された基板としてのウエハ２００上に膜を形成する処理シーケンス例について、主に、図４、図６（ａ）～図６（ｆ）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。
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、表面にトレンチ等の凹部が形成された基板としてのウエハ２００上に膜を形成する処理シーケンス例について、主に、図４、図６（ａ）～図６（ｆ）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。
【0035】
本態様における処理シーケンスでは、
（ａ１）第１改質ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ｂ１）第２改質ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における第１処理ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、ウエハ２００に供給するステップと、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数（ｎ１回、ｎ１は１または２以上の整数）行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数（ｎ２回、ｎ２は１または２以上の整数）行い、第１元素と第２元素とを含む膜を形成するステップ（膜形成ステップ）を有し、
（ｂ１）は、第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい条件で行われる。
（ａ１）第１改質ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ａ２）第１元素を有する第１処理ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ｂ１）第２改質ガスをウエハ２００に供給するステップと、
（ｂ２）第２元素を有し、同一条件下における第１処理ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい第２処理ガスを、ウエハ２００に供給するステップと、を含み、
（ａ１）と（ａ２）とを第１の回数（ｎ１回、ｎ１は１または２以上の整数）行い、（ｂ１）と（ｂ２）とを第２の回数（ｎ２回、ｎ２は１または２以上の整数）行い、第１元素と第２元素とを含む膜を形成するステップ（膜形成ステップ）を有し、
（ｂ１）は、第２改質ガスが、同一条件下における前記第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい条件で行われる。
【0036】
なお、以下の例では、第１処理ガスが、第１原料ガスと第１反応ガスとを含むガス（成膜ガス）であり、第２処理ガスが、第２原料ガスと第２反応ガスとを含むガス（成膜ガス）である場合について説明する。ここで、第２原料ガスは、同一条件下において第１原料ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすいガスである。また、以下の例では、第１元素を含む第１処理ガスとして、第１元素を含む第１原料ガスと第１反応ガスとを供給し、第２元素を含む第２処理ガスとして、第２元素を含む第２原料ガスと第２反応ガスとを供給する場合について説明する。
【0037】
また、以下の例では、第１改質ガスが、第１処理ガス（第１原料ガス及び／又は第１反応ガス）とウエハ２００の表面との反応を阻害するガス（成膜阻害ガス）であり、第２改質ガスが、第２処理ガス（第２原料ガス及び／又は第２反応ガス）とウエハ２００の表面との反応を阻害するガス（成膜阻害ガス）である場合について説明する。
【0038】
なお、以下では、代表的な例として、図４に示すように、膜形成ステップにおいて、
ウエハ２００に対して第１改質ガスを供給するステップＡ１と、ウエハ２００に対して第１処理ガスとしての第１原料ガスを供給するステップＡ２と、ウエハ２００に対して第１処理ガスとしての第１反応ガスを供給するステップＡ３と、を含む行うサイクルを、第１の回数（ｎ１回、ｎ１は１または２以上の整数）行って第１元素を含む第１膜を形成し、
第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２改質ガスを供給するステップＢ１と、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２処理ガスとしての第２原料ガスを供給するステップＢ２と、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２処理ガスとしての第２反応ガスを供給するステップＢ３と、を含む行うサイクルを、第２の回数（ｎ２回、ｎ２は１または２以上の整数）行って第１膜上に第２元素を含む第２膜を形成することにより、第１元素を含む第１膜と第２元素を含む第２膜とが積層されて構成される積層膜形成を行う場合について説明する。本態様では、第１膜形成と第２膜形成とをそれぞれ１回ずつ行って積層膜を形成する場合について説明する。ここで、積層膜は、第１元素と第２元素とを含む膜である、としてもよい。また、積層膜形成は、第１元素と第２元素とを含む膜の形成である、としてもよい。
ウエハ２００に対して第１改質ガスを供給するステップＡ１と、ウエハ２００に対して第１処理ガスとしての第１原料ガスを供給するステップＡ２と、ウエハ２００に対して第１処理ガスとしての第１反応ガスを供給するステップＡ３と、を含む行うサイクルを、第１の回数（ｎ１回、ｎ１は１または２以上の整数）行って第１元素を含む第１膜を形成し、
第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２改質ガスを供給するステップＢ１と、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２処理ガスとしての第２原料ガスを供給するステップＢ２と、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２処理ガスとしての第２反応ガスを供給するステップＢ３と、を含む行うサイクルを、第２の回数（ｎ２回、ｎ２は１または２以上の整数）行って第１膜上に第２元素を含む第２膜を形成することにより、第１元素を含む第１膜と第２元素を含む第２膜とが積層されて構成される積層膜形成を行う場合について説明する。本態様では、第１膜形成と第２膜形成とをそれぞれ１回ずつ行って積層膜を形成する場合について説明する。ここで、積層膜は、第１元素と第２元素とを含む膜である、としてもよい。また、積層膜形成は、第１元素と第２元素とを含む膜の形成である、としてもよい。
【0039】
本明細書では、図４に示す処理シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の変形例や他の態様等の説明においても、同様の表記を用いる。
【0040】
（第１改質ガス→第１原料ガス→第１反応ガス）×ｎ１→（第２改質ガス→第２原料ガス→第２反応ガス）×ｎ２
【0041】
本明細書において用いる「ウエハ」という用語は、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。本明細書において用いる「ウエハの表面」という言葉は、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。
【0042】
本明細書において用いる「層」という用語は、連続層および不連続層のうち少なくともいずれかを含む。後述する各ステップにおいて形成される層は、連続層を含んでいてもよく、不連続層を含んでいてもよく、それらの両方を含んでいてもよい。
【0043】
（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）されると、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。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。このようにして、ウエハ２００は、処理室２０１内に準備されることとなる。
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。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。このようにして、ウエハ２００は、処理室２０１内に準備されることとなる。
【0044】
（圧力調整および温度調整）
ボートロードが終了した後、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。このとき、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（圧力調整）。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の処理温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。このとき、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（温度調整）。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。処理室２０１内の排気、ウエハ２００の加熱および回転は、いずれも、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。
ボートロードが終了した後、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。このとき、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（圧力調整）。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の処理温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。このとき、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（温度調整）。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。処理室２０１内の排気、ウエハ２００の加熱および回転は、いずれも、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。
【0045】
＜積層膜形成＞
（第１膜形成）
第１膜形成では、以下のステップＡ１，Ａ２，Ａ３を行う。
（第１膜形成）
第１膜形成では、以下のステップＡ１，Ａ２，Ａ３を行う。
【0046】
［ステップＡ１］
ステップＡ１では、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１改質ガスを供給する。
ステップＡ１では、処理室２０１内のウエハ２００に対して第１改質ガスを供給する。
【0047】
具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ第１改質ガスを流す。第１改質ガスは、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、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１改質ガスが供給される（第１改質ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0048】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して第１改質ガスを供給することにより、ウエハ２００の表面に第１改質ガスを吸着させて、ウエハ２００の表面の少なくとも一部を改質することができる。また、後述する処理条件下でウエハ２００に対して第１改質ガスを供給することにより、第１改質ガスが、同一条件下における第２改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しにくくすることができる。また、後述する処理条件下でウエハ２００に対して第１改質ガスを供給することにより、凹部３００の深部側３０２に吸着する第１改質ガスの量を、開口部側３０１に吸着する第１改質ガスの量よりも少なくすることができる（図６（ａ）参照）。第１改質ガスは、後述するステップＡ２，Ａ３において、ウエハ２００表面への第１原料ガス及び／又は第１反応ガスの吸着を防ぎ、ウエハ２００表面上での成膜反応の進行を阻害（抑制）する。なお、本明細書において、「凹部３００の深部側３０２」とは、例えば凹部３００の底部等、凹部３００の開口部側３０１と比較して、ウエハ２００に供給されたガスが到達しにくい箇所とその周辺の領域のことをいう。
【0049】
ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度：３００～８５０℃、好ましくは６００～７５０℃
処理圧力：１～５０００Ｐａ
第１改質ガス供給流量：０．０５～１０．０ｓｌｍ
第１改質ガス供給時間：５～３００秒
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０～１０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度：３００～８５０℃、好ましくは６００～７５０℃
処理圧力：１～５０００Ｐａ
第１改質ガス供給流量：０．０５～１０．０ｓｌｍ
第１改質ガス供給時間：５～３００秒
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０～１０ｓｌｍ
が例示される。
【0050】
本明細書における処理温度とはウエハ２００の温度または処理室２０１内の温度のことを意味し、処理圧力とは処理室２０１内の圧力のことを意味する。また、ガス供給流量：０ｓｌｍとは、そのガスを供給しないケースを意味する。これらは、以下の説明においても同様である。
【0051】
第１改質ガスとしては、例えば、ハロゲンを含むガスを用いることができる。ハロゲンには、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）のうち、少なくともいずれかが含まれる。第１改質ガスとしては、例えば、フッ素（Ｆ２）ガス、塩素（Ｃｌ２）ガス、臭素（Ｂｒ２）ガス、ヨウ素（Ｉ２）ガス、フッ化窒素（ＮＦ３）ガス、フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス、塩化水素（ＨＣｌ）ガス、臭化水素（ＨＢｒ）ガス、ヨウ化水素（ＨＩ）ガスを用いることができる。第１改質ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0052】
また、第１改質ガスとしては、例えば、シリコン（Ｓｉ）とハロゲンを含むハロシランガスを用いることができる。ハロシランガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含むクロロシランガスを用いることができ、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、ペンタクロロジシラン（Ｓｉ２Ｈ１Ｃｌ５）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）ガスが含まれる。第１改質ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0053】
また、第１改質ガスとしては、有機化合物を含むガスを用いることができる。有機化合物を含むガスとしては、エーテル化合物、ケトン化合物、アミン化合物、有機ヒドラジン化合物からなる群より選択される少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。エーテル化合物を含むガスとしては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、フラン、テトラヒドロフラン、ピラン、テロラヒドロピラン等のうち少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。ケトン化合物を含むガスとしては、ジメチルケトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン等のうち少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。アミン化合物を含むガスとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン等のメチルアミン化合物、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のエチルアミン化合物、ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン等のメチルエチルアミン化合物のうち少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。有機ヒドラジン化合物を含むガスとしては、モノメチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、トリメチルヒドラジン、等のメチルヒドラジン系ガスのうち少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。第１改質ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0054】
不活性ガスとしては、窒素（Ｎ２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いることができる。この点は、後述する各ステップにおいても同様である。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0055】
ウエハ２００の表面（凹部３００内の表面）に第１改質ガスを吸着させた後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内への第１改質ガスの供給を停止する。そして、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガス状物質等を処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給する。ノズル２４９ａ～２４９ｃより供給される不活性ガスは、パージガスとして作用し、これにより、ウエハ２００が存在する空間、すなわち、処理室２０１内がパージされる（パージ）。
【0056】
［ステップＡ２］
ステップＡ１が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００の表面に第１改質ガスを吸着させた後のウエハ２００に対して、第１元素を有する第１原料ガスを供給する。
ステップＡ１が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００の表面に第１改質ガスを吸着させた後のウエハ２００に対して、第１元素を有する第１原料ガスを供給する。
【0057】
具体的には、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へ第１原料ガスを流す。第１原料ガスは、ＭＦＣ２４１ｄにより流量調整され、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１原料ガスが供給される（第１原料ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0058】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して第１元素を有する第１原料ガスを供給することにより、ウエハ２００の表面（凹部３００内の表面）のうち、第１改質ガスが吸着していない箇所に第１原料ガスを吸着させることができる（図６（ｂ）参照）。より詳しくは、凹部３００内の表面のうち、第１改質ガスが吸着した箇所では第１原料ガスの吸着を阻害し、第１改質ガスが吸着していない箇所に優先的に第１原料ガス（第１元素）を吸着させて、当該箇所（領域）に第１元素含有層を形成することができる。
【0059】
ステップＡ２にて第１原料ガスを供給する際における処理条件としては、
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第１原料ガス供給流量：０．０５～３ｓｌｍ、好ましくは０．１～２ｓｌｍ
第１原料ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第１原料ガス供給流量：０．０５～３ｓｌｍ、好ましくは０．１～２ｓｌｍ
第１原料ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
【0060】
ウエハ２００の表面（凹部３００内の表面）に第１元素含有層を形成した後、バルブ２４３ｄを閉じ、処理室２０１内への第１原料ガスの供給を停止する。そして、ステップＡ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス状物質等を処理室２０１内から排除する（パージ）。
【0061】
［ステップＡ３］
ステップＡ２が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００内の表面に第１元素含有層を形成した後のウエハ２００対して、第１反応ガスを供給する。
ステップＡ２が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００内の表面に第１元素含有層を形成した後のウエハ２００対して、第１反応ガスを供給する。
【0062】
具体的には、バルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へ第１反応ガスを流す。第１反応ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１反応ガスが供給される（第１反応ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0063】
第１元素含有層を形成した後のウエハ２００に対して、以下に示す処理条件下で第１反応ガスを供給することにより、第１元素含有層の少なくとも一部を第１反応ガスと反応させ、第１元素含有層を改質させて第１改質層を形成することが可能となる。
【0064】
ステップＡ３にて第１反応ガスを供給する際における処理条件としては、
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第１反応ガス供給流量：１～３０ｓｌｍ、好ましくは２～２０ｓｌｍ
第１反応ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第１反応ガス供給流量：１～３０ｓｌｍ、好ましくは２～２０ｓｌｍ
第１反応ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
【0065】
第１反応ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、水素（Ｈ２）ガス＋酸素（Ｏ２）ガス、酸素ラジカル（Ｏ２
＊）等の酸素（Ｏ）含有ガスを用いることができる。なお、本明細書における「Ｈ２ガス＋Ｏ２ガス」のような２つのガスの併記記載は、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスを意味する。混合ガスを供給する場合は、２つのガスを供給管内で混合（プリミックス）させた後、処理室２０１内へ供給するようにしてもよいし、２つのガスを異なる供給管より別々に処理室２０１内へ供給し、処理室２０１内で混合（ポストミックス）させるようにしてもよい。第１反応ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0066】
凹部３００の内部に形成した第１元素含有層を第１改質層へ変化させた後、バルブ２４３ｃを閉じ、処理室２０１内への第１反応ガスの供給を停止する。そして、ステップＡ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス状物質等を処理室２０１内から排除する（パージ）。
【0067】
［所定回数実施］
ステップＡ１，Ａ２，Ａ３を、非同時に、すなわち、同期させることなくこの順に行うサイクルをｎ１回（ｎ１は１または２以上の整数）行うことにより、ウエハ２００の表面に第１膜を形成することが可能となる（図６（ｃ）参照）。第１原料ガスとして、例えば第１元素としてのアルミニウム（Ａｌ）を含有するＡｌ含有ガスを用い、第１反応ガスとして、例えば酸素（Ｏ）含有ガスを用いることができる。この場合には、ウエハ２００の表面に、第１膜としてアルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）が形成される。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第１改質層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第１改質層を積層することで形成される第１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ことが好ましい。
ステップＡ１，Ａ２，Ａ３を、非同時に、すなわち、同期させることなくこの順に行うサイクルをｎ１回（ｎ１は１または２以上の整数）行うことにより、ウエハ２００の表面に第１膜を形成することが可能となる（図６（ｃ）参照）。第１原料ガスとして、例えば第１元素としてのアルミニウム（Ａｌ）を含有するＡｌ含有ガスを用い、第１反応ガスとして、例えば酸素（Ｏ）含有ガスを用いることができる。この場合には、ウエハ２００の表面に、第１膜としてアルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）が形成される。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第１改質層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第１改質層を積層することで形成される第１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ことが好ましい。
【0068】
（第２膜形成）
第２膜形成では、以下のステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３を行う。
第２膜形成では、以下のステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３を行う。
【0069】
［ステップＢ１］
ステップＢ１では、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２改質ガスを供給する。
ステップＢ１では、第１膜が形成されたウエハ２００に対して第２改質ガスを供給する。
【0070】
具体的には、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へ第２改質ガスを流す。第２改質ガスは、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、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第２改質ガスが供給される（第２改質ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0071】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して第２改質ガスを供給することにより、第１膜の表面に第２改質ガスを吸着させて、第１膜の表面の少なくとも一部を改質することができる。また、後述する処理条件下でウエハ２００に対して第１改質ガスを供給することにより、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすくできる。後述する処理条件下でウエハ２００に対して第２改質ガスを供給することにより、第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、開口部側３０１に吸着する量よりも少なくすることができる（図６（ｄ）参照）。第２改質ガスは、後述するステップＢ２，Ｂ３において、第１膜表面への第２原料ガス、第２反応ガスの吸着を防ぎ、第１膜表面上での成膜反応の進行を阻害（抑制）する。
【0072】
ステップＢ１にて第２改質ガスを供給する際における処理条件としては、
処理圧力：１～１０００Ｐａ
第２改質ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
第２改質ガス供給時間：２～２５０秒
が例示される。
処理圧力：１～１０００Ｐａ
第２改質ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
第２改質ガス供給時間：２～２５０秒
が例示される。
【0073】
このとき、後述する理由から、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい条件で行われるように、ステップＡ１とステップＢ１の条件を設定することが好ましい。例えば、ステップＢ１におけるウエハ２００が存在する空間内の圧力（処理圧力）を、ステップＡ１おける処理圧力よりも小さくすることが好ましい。また、例えば、ステップＢ１における第２改質ガスをウエハ２００に対して供給する時間を、ステップＡ１において第１改質ガスをウエハ２００に対して供給する時間よりも短くすることが好ましい。また、例えば、ステップＢ１におけるウエハ２００が存在する空間（処理室２０１内）の第２改質ガスの分圧を、ステップＡ１における処理室２０１内の第１改質ガスの分圧よりも小さくすることが好ましい。
【0074】
第２改質ガスとしては、ステップＡ１において例示した第１改質ガスから所定のガスを任意に選択して用いることができる。なお、ステップＢ１において用いる第２改質ガスと、ステップＡ１において用いる第１改質ガスとは、同じガス（分子構造が同じガス）でもよいし、異なるガス（分子構造が異なるガス）でもよい。第１改質ガスと第２改質ガスとが同じガスの場合は、ガス供給系の構成を簡素化できる。
【0075】
第２改質ガスとして、第１改質ガスと異なるガスを用いる場合は、第２改質ガスのウエハ２００の表面に対する吸着性が第１改質ガスよりも高くなるように、第１改質ガスと第２改質ガスのガス種を選択してもよい。これにより、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりも、ウエハ２００の表面に吸着しやすい条件で行われるようにすることができるため、後述する理由から好ましい。例えば第１改質ガスの分子量よりも大きい分子量を有する第２改質ガスを用いることが好ましい。また、例えば第１改質ガスの分子半径よりも大きい分子半径を有する第２改質ガスを用いることが好ましい。また、例えば同一の条件下における第１改質ガスのウエハ２００の表面に対する反応性よりも高い第２改質ガスを用いることが好ましい。また、例えば第２原料ガスとして、ウエハ２００の表面の吸着サイトと化学反応するガスとし、第１原料ガスとして、ウエハ２００の表面の吸着サイトと物理吸着するガスとすることが好ましい。これらにより、第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくしやすくなる。ここで、ガスの「ウエハ２００の表面に対する吸着性」とは、ガスのウエハ２００の開口部側３０１に対する吸着のしやすさのことをいう。また、例えば、第１原料ガス、第２原料ガスとして、有機系ガス、無機系ガスを使用する場合には、これらに合わせて、第１改質ガス、第２改質ガスとして、有機系ガス、無機系ガスを使用することができる。
【0076】
第２改質ガスを吸着させた後、バルブ２４３ｂを閉じ、処理室２０１内への第２改質ガスの供給を停止する。そして、ステップＡ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス状物質等を処理室２０１内から排除する（パージ）。
【0077】
［ステップＢ２］
ステップＢ１が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００に表面に第２改質ガスを吸着させた後のウエハ２００対して、第２元素を有する第２原料ガスを供給する。
ステップＢ１が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００に表面に第２改質ガスを吸着させた後のウエハ２００対して、第２元素を有する第２原料ガスを供給する。
【0078】
具体的には、バルブ２４３ｅを開き、ガス供給管２３２ｅ内へ第２原料ガスを流す。第２原料ガスは、ＭＦＣ２４１ｅ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、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第２原料ガスが供給される（第２原料ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0079】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して第２元素を有する第２原料ガスを供給することにより、ウエハ２００の表面（凹部３００内の第１膜の表面）のうち、第２改質ガスが吸着していない箇所に第２原料ガスを吸着させることができる（図６（ｅ）参照）。より詳しくは、凹部３００内における第１膜の表面のうち、第２改質ガスが吸着した箇所では第２原料ガスの吸着を阻害し、第２改質ガスが吸着していない箇所に優先的に第２原料ガス（第２元素）を吸着させて、当該箇所（領域）に第２元素含有層を形成することができる。
【0080】
ステップＢ２にて第２原料ガスを供給する際における処理条件としては、
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第２原料ガス供給流量：０．０５～３ｓｌｍ、好ましくは０．１～２ｓｌｍ
第２原料ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第２原料ガス供給流量：０．０５～３ｓｌｍ、好ましくは０．１～２ｓｌｍ
第２原料ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
【0081】
なお、第１原料ガスが有する第1元素と第２原料ガスが有する第２元素とは、同一の元素であってもよいし、異なる元素であってもよい。
【0082】
第１膜上に第２元素含有層を形成した後、バルブ２４３ｅを閉じ、処理室２０１内への第２原料ガスの供給を停止する。そして、ステップＡ１におけるパージと同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するガス状物質等を処理室２０１内から排除する（パージ）。
【0083】
［ステップＢ３］
ステップＢ２が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００内の表面に第２元素含有層を形成した後のウエハ２００対して、第２反応ガスを供給する。
ステップＢ２が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、凹部３００内の表面に第２元素含有層を形成した後のウエハ２００対して、第２反応ガスを供給する。
【0084】
具体的には、バルブ２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｆ内へ第２反応ガスを流す。第２反応ガスは、ＭＦＣ２４１ｆにより流量調整され、ガス供給管２３２ｃ、ノズル２４９ｃを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００に対して第２反応ガスが供給される（第２反応ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｇ～２４３ｉを開き、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室２０１内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【0085】
第２元素含有層を形成した後のウエハ２００に対して、以下に示す処理条件下で第２反応ガスを供給することにより、第２元素含有層の少なくとも一部を第２反応ガスと反応させ、第２元素含有層を改質させて第２改質層を形成することが可能となる。
【0086】
ステップＢ３にて第２反応ガスを供給する際における処理条件としては、
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第２反応ガス供給流量：１～３０ｓｌｍ、好ましくは２～２０ｓｌｍ
第２反応ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
処理圧力：１～１００００Ｐａ
第２反応ガス供給流量：１～３０ｓｌｍ、好ましくは２～２０ｓｌｍ
第２反応ガス供給時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
が例示される。他の処理条件は、ステップＡ１にて第１改質ガスを供給する際における処理条件と同様とすることができる。
【0087】
第２反応ガスとしては、ステップＡ２において例示した第１反応ガスから所定のガスを任意に選択して用いることができる。なお、ステップＢ３において用いる第２反応ガスと、ステップＡ３において用いる第１反応ガスとは、分子構造が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0088】
［所定回数実施］
ステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３を、非同時に、すなわち、同期させることなくこの順に行うサイクルをｎ２回（ｎ２は１または２以上の整数）行うことにより、ウエハ２００の表面に第２膜を形成することが可能となる（図６（ｆ）参照）。第２原料ガスとして、例えば第２元素としてハフニウム（Ｈｆ）を含むＨｆ含有ガスを用い、第２反応ガスとして、例えばＯ含有ガスを用いることができる。この場合には、ウエハ２００の表面に、第２膜としてハフニウム酸化膜（ＨｆＯ膜）が形成される。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第２改質層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第２改質層を積層することで形成される第２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ことが好ましい。
ステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３を、非同時に、すなわち、同期させることなくこの順に行うサイクルをｎ２回（ｎ２は１または２以上の整数）行うことにより、ウエハ２００の表面に第２膜を形成することが可能となる（図６（ｆ）参照）。第２原料ガスとして、例えば第２元素としてハフニウム（Ｈｆ）を含むＨｆ含有ガスを用い、第２反応ガスとして、例えばＯ含有ガスを用いることができる。この場合には、ウエハ２００の表面に、第２膜としてハフニウム酸化膜（ＨｆＯ膜）が形成される。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第２改質層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第２改質層を積層することで形成される第２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ことが好ましい。
【0089】
ステップＡ１，Ａ２，Ａ３を、この順に行うサイクルをｎ１回（第１の回数）行って、第１膜を形成し、ステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３を、この順に行うサイクルをｎ２回（第２の回数）行って、第２膜を形成することにより、ウエハ２００の表面に、第１膜と第２膜とがこの順に積層されて構成される積層膜を形成することができる。
【0090】
（アフターパージおよび大気圧復帰）
積層膜形成が終了した後、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれからパージガスとしての不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気口２３１ａより排気する。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（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）。
積層膜形成が終了した後、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれからパージガスとしての不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気口２３１ａより排気する。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（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）。
【0091】
（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。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（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ２１９ｓが移動させられ、マニホールド２０９の下端開口がＯリング２２０ｃを介してシャッタ２１９ｓによりシールされる（シャッタクローズ）。処理済のウエハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取り出される（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。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（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ２１９ｓが移動させられ、マニホールド２０９の下端開口がＯリング２２０ｃを介してシャッタ２１９ｓによりシールされる（シャッタクローズ）。処理済のウエハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
【0092】
（３）本態様による効果
本態様によれば、上述の効果の他に、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
本態様によれば、上述の効果の他に、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
【0093】
（ａ）ステップＢ１では、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい条件となるようにしている。このとき、第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量は、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくなる。これにより、第１膜と第２膜とが積層されて構成される積層膜のステップカバレッジを向上させることができる。また、ステップＢ２において、凹部３００の深部側３０２に第２原料ガスを吸着しやすくすることにより、成膜レートを向上させることができる。以下に、これらについて説明する。
【0094】
上述の通り、ステップＢ２において、ウエハ２００に対して、同一条件下における第１原料ガスよりも開口部側３０１に吸着しやすい第２原料ガスを供給している。また、凹部３００を有するウエハ２００に対して供給されたガスは、開口部側３０１に到達（吸着）しやすく、深部側３０２に到達（吸着）しにくい傾向にある。このことから、第２原料ガスは、同一条件下で供給される第１原料ガスと比較して、開口部側３０１での吸着量が多くなり、深部側３０２での吸着量が少なくなりやすい。従って、例えば、深部側３０２において、第１改質ガスと第２改質ガスとが同程度に吸着している場合、深部側３０２における第２膜の厚さは第１膜よりも小さくなりやすいため、第２膜は第１膜よりもステップカバレッジが低下しやすい。そのため、第２改質ガスが深部側３０２に吸着する量は、第１改質ガスが深部側３０２に吸着する量よりも小さいことが好ましい。また、第２膜のステップカバレッジが低下すると、第１膜と第２膜とで形成される積層膜のステップカバレッジも低下する。
【0095】
本態様では、ステップＢ１では、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい条件となるようにしている。これにより、ステップＢ１において第２改質ガスが深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが深部側３０２に吸着する量よりも少なくすることができる。すなわち、第２改質ガスを開口部側３０１に優先的に吸着させている。（図６（ａ）、図６（ｄ）参照）これにより、開口部側３０１における第２原料ガスの吸着は阻害されやすく、深部側３０２における第２原料ガスの吸着は阻害されにくくすることができる。これにより、凹部３００の開口部側３０１と深部側３０２における第２原料ガスの吸着量の差を小さくできるので、ステップカバレッジに優れた第２膜を形成することができる（図６（ｆ）参照）。そして、第２膜のステップカバレッジが向上するため、積層膜のステップカバレッジを向上させることができる。
【0096】
また、凹部３００の深部側３０２は、開口部側３０１と比較して深部側３０２は処理ガス（原料ガスや反応ガス）が到達しにくいため、開口部側３０１と比較して、深部側３０２における処理ガスの吸着量は少なくなる。そのため、第２改質ガスが深部側３０２に吸着すると、第２膜形成の全体的な遅れにつながってしまう。本態様では、上述のように、第２改質ガスを開口部側３０１に優先的に吸着させている。言い換えると、深部側３０２における第２改質ガスの吸着する量を少なくしている。そのため、処理ガスの吸着を阻害するガスを使用した場合であっても、深部側３０２における第２膜の成膜レートの低下を抑制することができる。そして、このことは、第２膜及び積層膜の成膜レートの低下の抑制につながる。ただし、ステップＢ１における第２改質ガスの供給条件は、開口部側３０１に第２改質ガスが過剰に吸着することで第２膜のステップカバレッジに悪影響を及ぼさないように設定されることが好ましい。
【0097】
（ｂ）凹部３００の深部側３０２に吸着する第１改質ガスの量を、開口部側３０１に吸着する第１改質ガスの量よりも少なくすることにより（図６（ａ）参照）、開口部側３０１における第１原料ガスの吸着を阻害しやすく、深部側３０２における第１原料ガスの吸着を阻害しにくくできる。これにより、凹部３００の開口部側３０１と深部側３０２における第１原料ガスの吸着量の差を小さくできるので、ステップカバレッジに優れた第１膜及び積層膜を形成することができる（図６（ｃ）参照）。
【0098】
（ｃ）ステップＢ１におけるウエハ２００が存在する空間内の圧力（処理圧力）を、ステップＡ１おける処理圧力よりも小さくしてもよい。これにより、ステップＢ１において第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくすることができる。従って、第２膜及び積層膜のステップカバレッジと成膜レートを向上させることができる。
【0099】
（ｄ）ステップＢ１における第２改質ガスをウエハ２００に対して供給する時間を、ステップＡ１において第１改質ガスをウエハ２００に対して供給する時間よりも短くしてもよい。これにより、ステップＢ１において第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくすることができる。従って、第２膜及び積層膜のステップカバレッジと成膜レートを向上させることができる。
【0100】
（ｅ）ステップＢ１におけるウエハ２００が存在する空間（処理室２０１内）の第２改質ガスの分圧を、ステップＡ１における処理室２０１内の第１改質ガスの分圧よりも小さくしてもよい。これにより、ステップＢ１において第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくすることができる。従って、第２膜及び積層膜のステップカバレッジと成膜レートを向上させることができる。
【0101】
（ｆ）ウエハ２００の開口部側３０１に対する吸着性が、第１改質ガスよりも高い第２改質ガスを用いることにより、第２膜及び積層膜のステップカバレッジと成膜レートをより向上させることができる。
【0102】
（ｇ）第１原料ガスと第２原料ガスとの少なくとも一方のガスを、有機リガンドを有さないガスとすることにより、積層膜中に炭素（Ｃ）が不純物として取り込まれる量を減少させることができる。これにより、第１膜及び／又は第２膜、積層膜のエッチング耐性や電気的特性を改善することができる。
【0103】
（ｈ）上述の効果は、各種改質ガス、各種原料ガス、各種反応ガス、各種不活性ガスから、所定のガスを任意に選択して用いる場合においても、同様に得ることができる。
【0104】
＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の種々の態様を具体的に説明した。但し、本開示は上述の態様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。
以上、本開示の種々の態様を具体的に説明した。但し、本開示は上述の態様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。
【0105】
例えば、上述の態様では、第１膜形成の後に第２膜形成を行い、積層膜を形成する場合について説明した。すなわち、ステップＡ１，Ａ２，Ａ３をこの順に行うサイクルをｎ１回行った後に、ステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３をこの順に行うサイクルをｎ２回行い、第１元素と第２元素とを含む膜を形成する場合について説明した。しかしながら、本開示はこれらの態様に限定されない。例えば、第２膜形成の後に第１膜形成を行い、積層膜を形成してもよい。すなわち、ステップＢ１，Ｂ２，Ｂ３をこの順に行うサイクルをｎ２回行った後に、ステップＡ１，Ａ２，Ａ３をこの順に行うサイクルをｎ１回行い、第１元素と第２元素とを含む膜を形成してもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0106】
例えば、上述の態様では、第１元素を含む第１膜と第２元素を含む第２膜とにより構成される積層膜を形成する場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、第１元素を有する第１ガスと第２元素を有する第２ガスとのうち、ウエハ２００の表面に吸着しにくい方を第１処理ガスとし、もう一方を第２処理ガスとして、第１元素と第２元素とを含む膜（主に第１元素と第２元素とから構成される膜）を形成してもよい。例えば、金属元素であるチタニウム（Ｔｉ）を有するテトラクロロチタニウム（ＴｉＣｌ４）ガスと窒素（Ｎ）を有するアンモニア（ＮＨ３）ガスとのうち、ウエハ２００の表面に吸着しにくいＮＨ３ガスを第１処理ガス（反応ガス）として、ＴｉＣｌ４ガスを第２処理ガス（原料ガス）としてもよい。この場合、第１元素はＮであり、第２元素はＴｉであり、第１元素と第２元素とを含む膜としてチタニウム窒化膜（ＴｉＮ膜）が形成される。すなわち、第１処理ガスおよび第２処理ガスのうち、一方のガスは原料ガスであり、他方のガスは反応ガスである、としてもよい。この場合、原料ガスとしては、後述のように第１原料ガスや第２原料ガスとして例示されたガスなどを用いることができる。また、反応ガスとしては、後述のように第１反応ガスや第２反応ガスとして例示されたガスなどを用いることができる。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0107】
例えば、上述の態様では、第１膜形成と第２膜形成とをそれぞれ１回行って積層膜を形成する場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、第１膜形成と第２膜形成とを交互に複数回行ってラミネート膜を形成してもよい。この場合であっても、上述の態様と同様の効果が得られる。ここで、第１元素を含む第１膜と第２元素を含む第２膜とが積層されて構成されるラミネート膜は、第１元素と第２元素とを含む膜である、としてもよい。
【0108】
例えば、上述の態様では、第１反応ガス、第２反応ガスが、いずれもＯ含有ガスある場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、第１反応ガス、第２反応ガスが、Ｏ含有ガスだけでなく、窒素（Ｎ）含有ガス、有機系ガスなどの炭素（Ｃ）含有ガス、例えばＨ２ガスなどの水素（Ｈ）含有ガスであってもよく、また、これらを混合したガスであってもよい。Ｎ含有ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の、Ｎ－Ｈ結合を含む窒素含有ガス（Ｎ及びＨ含有ガス）や、Ｎ２ガスを用いることができる。これらのガスをウエハ２００に対して供給することにより、例えば、第１膜及び／又は第２膜、積層膜として、金属膜、金属窒化膜、金属炭化膜、金属酸窒化膜、金属酸炭化膜、金属炭窒化膜、金属酸炭窒化膜を形成してもよい。これらの場合であっても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0109】
第１元素、第２元素が、例えばＳｉである場合には、第１原料ガス、第２原料ガスとして、例えば、ハロゲン及びＳｉを含むガス、すなわち、ハロシラン系ガスを用いることができる。ハロゲンには、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等が含まれる。ハロシラン系ガスとしては、例えば、Ｃｌ及びＳｉを含む上述のクロロシラン系ガスを用いることができる。
【0110】
第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、例えば第１元素及び／又は第２元素としてのチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の金属元素を含むガスを用いることができる。金属元素を含むガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）ガスのような、金属元素と、それに結合したリガンドと、を有する分子を含むガスを用いることができる。リガンドとしては、例えば有機リガンド、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘプタトリエニル基からなる群より選択される少なくともいずれかを含む炭化水素基が挙げられる。
【0111】
ここで、Ｚｒを含む第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、例えば、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）Ｃ２Ｈ５］４）、テトラキスジエチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４）、テトラキスジメチルアミノジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）、Ｚｒ（ＭＭＰ）４、Ｚｒ（Ｏ－ｔＢｕ）４、トリスジメチルアミノシクロペンタジエニルジルコニウム（（Ｃ５Ｈ５）Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）からなる群より選択される少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0112】
また、第１元素及び／又は第２元素としてＨｆを含むガスとしては、例えば、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）Ｃ２Ｈ５］４）、テトラキスジエチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４）、テトラキスジメチルアミノハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）、Ｈｆ（Ｏ－ｔＢｕ）４、Ｈｆ（ＭＭＰ）４、トリスジメチルアミノシクロペンタジエニルハフニウム（（Ｃ５Ｈ５）Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）からなる群より選択される少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0113】
また、第１元素及び／又は第２元素としてＴｉを含むガスとしては、例えば、テトラキスエチルメチルアミノチタニウム（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）Ｃ２Ｈ５］４）、テトラキスジエチルアミノチタニウム（Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４）、テトラキスジメチルアミノチタニウム（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）、Ｔｉ（Ｏ－ｔＢｕ）４、Ｔｉ（ＭＭＰ）４、トリスジメチルアミノシクロペンタジエニルチタニウム（（Ｃ５Ｈ５）Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３）からなる群より選択される少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0114】
また、第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、例えば、金属元素およびハロゲン元素を含む無機金属原料ガスを用いることもできる。例えば、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）ガス、チタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ４）ガス、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ４）ガス、ジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ４）ガス、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）ガス、ハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ４）ガス、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ５）ガス、タンタルペンタフルオライド（ＴａＦ５）ガス、ニオビウムペンタクロライド（ＮｂＣｌ５）ガス、ニオビウムペンタフルオライド（ＮｂＦ５）ガス、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ３）ガス、アルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ３）ガス、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ５）ガス、モリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ５）ガス、タングステンヘキサクロライド（ＷＣｌ６）ガス、タングステンヘキサフルオライド（ＷＦ６）ガス等の金属元素およびハロゲン元素を含む無機金属原料ガスを用いることができる。第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0115】
また、第１元素及び／又は第２元素としてＳｉを含むガスとしては、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガスなどのシラン系ガスを用いることができる。また、上述したハロシランガスを用いることもできる。第１原料ガス及び／又は第２原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0116】
上述の通り、第２原料ガス（第２処理ガス）は、同一条件下において第１原料ガス（第１処理ガス）よりもウエハ２００の表面に吸着しやすいガスである。このような関係は、例えば、第２原料ガスとして、同一の条件下における第１原料ガスよりも、ウエハ２００の表面に対する反応性が高いガスを用いる場合に、成立しやすい。また、例えば、第２原料ガスとして、同一の条件下における第１原料ガスよりも、ウエハ２００の表面に存在する吸着サイトに対する反応性が高い官能基を有するガスを用いる場合にも、成立しやすい。また、例えば、第１原料ガスとして分子中に環式構造を有さないガスを、第２原料ガスとして分子中に環式構造（例えば五員炭素環構造）を有するガスを用いる場合に、成立しやすい。また、第２原料ガスとして、第１原料ガスが有するリガンドよりも多くのリガンドを有するガスを用いる場合に、成立しやすい。また、分子量が大きいガスほど、ウエハ２００の表面とのファンデルワールス力によってウエハ２００の表面に吸着しやすくなる場合がある。このことから、第２原料ガスとして第１原料ガスの分子量よりも大きい分子量を有するガスを用いる場合にも、第２原料ガスが同一条件下において第１原料ガスよりもウエハ２００の表面に吸着しやすい場合がある。
【0117】
例えば、上述の態様では、第１処理ガスが、第１元素を含む第１原料ガスと第１反応ガスとを有し、第２処理ガスが、第２元素を含む第２原料ガスと第２反応ガスとを有する場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、第１処理ガスが第１反応ガスを含まず、第２処理ガスが第２反応ガスを含まなくてもよい。換言すると、第１膜形成において、第１反応ガス供給ステップ（ステップＡ３）を実行しなくてもよく、第２膜形成において、第２反応ガス供給ステップ（ステップＢ３）を実行しなくてもよい。これらの場合であっても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0118】
例えば、上述の態様では、ステップＡ１において、第１改質ガスの供給を１回行う場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、ステップＡ１において、処理室２０１内のパージや真空排気を間に行い、第１改質ガスの供給を複数回に分けて行ってもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、ステップＡ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のそれぞれにおける、第１原料ガス、第１反応ガス、第２改質ガス、第２原料ガス、第２反応ガスの供給においても同様である。
【0119】
例えば、上述の態様では、第１膜形成において、ステップＡ１、Ａ２、Ａ３をこの順に、所定の回数行う場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、ステップＡ１、Ａ２、Ａ３を所定の回数行った後、ステップＡ２、Ａ３のみを、所定の回数行うようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、第２膜形成（ステップＢ１、Ｂ２、Ｂ３）においても同様である。
【0120】
例えば、ステップＢ１では、第２改質ガスの分圧を、ステップＡ１における第１改質ガスの分圧よりも小さい状態にしつつ、第２改質ガスの供給時間を、ステップＡ１における第１改質ガスの供給時間よりも長くしてもよい。このようにすることで、深部側３０２への第２改質ガスの吸着量の増加を抑制しつつ、開口部側３０１への第２改質ガスの吸着量を増加させることができる。従って、上述の態様の効果をさらに高めることができる。
【0121】
例えば、ステップＢ１おける第２改質ガスの供給流量を、ステップＡ１における第１改質ガスの供給流量よりも少なくすることが好ましい（図５参照）。このようにすることで、ステップＢ１おける第２改質ガスの分圧を、ステップＡ１における第１改質ガスの分圧よりも小さくすることができるので、ステップＢ１において第２改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量を、ステップＡ１において第１改質ガスが凹部３００の深部側３０２に吸着する量よりも少なくすることができる。これにより、上述の態様と同様の効果を得ることができる。
【0122】
例えば、上述の態様では、例えば図６（ａ）に示すように、ウエハ２００に設けられた凹部３００が、ウエハ２００を処理する空間に面する開口部を有している場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、基板に設けられた凹部は、図７に示すように、基板を処理する空間に面する開口部を有する第１凹部と、第１凹部内に開口部を有する第２凹部と、を有していてもよい。さらに、基板の内部には、例えば、第１凹部の深さ方向（例えば鉛直方向）と同一方向に、第２凹部を横切るように複数のピラーが形成されていてもよい。第２凹部内の各ピラーの間には、供給されたガスが連通可能な空間が形成されている。上述の態様によってこのような構造を有する基板を処理する場合には、第１凹部、第２凹部およびピラーの表面に膜が形成される。このような基板を用いた場合でも、上述の態様と同様の効果を得ることができる。
【0123】
例えば、上述の態様では、ウエハ２００に設けられた凹部３００の表面に第１元素と第２元素とを含む膜を形成する場合について説明した。しかしながら、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、第１元素と第２元素とを含む膜の形成を所定回数（１回以上）行うことで、凹部３００内が第１元素と第２元素とを含む膜によって埋め込まれるようにしてもよい（埋め込み成膜、ボトムアップ成膜）。この場合、膜中に存在するボイド（シーム）の量や大きさを小さくすることができる。
【0124】
また、例えば、上述の態様では、ウエハ２００に設けられた凹部３００の表面に第１元素と第２元素とを含む膜を形成する場合について説明した。しかし、本開示はこのような態様に限定されない。例えば、ウエハ２００が、第１の表面と、第１の表面と異なる第２の表面と、を有し、第２処理ガス（第２原料ガス及び／又は第２反応ガス）は、同一条件下において第１処理ガス（第１原料ガス及び／又は第１反応ガス）より第１の表面に吸着しやすいガスである場合に、第１改質ガス、第１処理ガス、第２改質ガス、第２処理ガスのそれぞれに相当するガスを供給する工程を行い、第２の表面に第１元素と第２元素とを含む膜を選択的に形成するようにしてもよい。このような場合、ステップＢ１を、第２改質ガスが、同一条件下における第１改質ガスよりも第１の表面に吸着しやすい条件で行う。これにより、第１の表面に膜が形成されること、すなわち選択破れを抑制することができる。
【0125】
各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内に記録し、格納しておくことが好ましい。そして、各処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に記録され、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、各処理を迅速に開始できるようになる。
【0126】
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するようにしてもよい。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するようにしてもよい。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。
【0127】
上述の態様では、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。本開示は上述の態様に限定されず、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、好適に適用することができる。また、上述の態様では、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。本開示は上述の態様に限定されず、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、好適に適用することができる。また、上述の態様や変形例と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様や変形例と同様の効果が得られる。
【0128】
上述の態様や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様や変形例の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【符号の説明】
【0129】
２００ ウエハ（基板）
３００ 凹部
３０１ 開口部側
３０２ 深部側
３００ 凹部
３０１ 開口部側
３０２ 深部側
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】