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特開2024-95269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】P2024095269
(43)【公開日】2024-07-10
(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 21/205 20060101AFI20240703BHJP
C23C 16/02 20060101ALI20240703BHJP
C23C 16/06 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
H01L21/205
C23C16/02
C23C16/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022212435
(22)【出願日】2022-12-28
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】芳本 祐樹
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4K030AA03
4K030AA05
4K030AA06
4K030AA09
4K030BA09
4K030DA02
4K030EA04
4K030EA06
4K030FA10
4K030GA06
4K030HA12
4K030JA09
4K030JA10
4K030JA11
4K030KA41
4K030LA15
5F045AA03
5F045AA15
5F045AB01
5F045AB05
5F045AC00
5F045AC01
5F045AC03
5F045AC05
5F045AC07
5F045AC15
5F045AC16
5F045AC17
5F045AC19
5F045AD06
5F045AD07
5F045AD08
5F045AD09
5F045AE19
5F045AE21
5F045AE23
5F045AE25
5F045AE29
5F045BB01
5F045DP19
5F045DP28
5F045DQ05
5F045EE17
5F045EF03
5F045EF09
5F045EK06
5F045HA16
(57)【要約】
【課題】基板上に形成される膜の特性を向上させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、を有する。
【選択図】図４
【解決手段】（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、を有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、
を有する基板処理方法。
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項2】
（ａ）では、Ｓｉ－Ｘ終端を有する表面を含む前記層を形成し、（ｂ）では、前記層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させる請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
（ｃ）では、前記層の表面におけるＳｉ－Ｙ終端におけるＳｉ－Ｙ結合を切断し、前記層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とする請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記第２温度を前記第１温度よりも高い温度とし、前記第３温度を前記第１温度よりも高い温度とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第４温度を前記第１温度以下の温度とする請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第４温度を前記第１温度よりも高い温度とする請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記元素Ｘはハロゲンを含む請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記元素Ｘは塩素を含む請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
前記元素Ｙは水素または重水素を含む請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項10】
（ａ）では、前記基板に対して、前記元素Ｘ含有ガスとして、ハロシラン系ガスを供給する請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項11】
（ａ）では、前記基板に対して、前記元素Ｘ含有ガスとして、クロロシラン系ガスを供給する請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項12】
（ａ）では、前記基板に対して、さらに、水素化ケイ素系ガスを供給する請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項13】
（ａ）では、前記基板に対して、前記ハロシラン系ガスと、前記水素化ケイ素系ガスと、を交互に供給する請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項14】
（ｂ）では、前記基板に対して、前記元素Ｙ含有ガスとして、水素ガスおよび重水素ガスのうち少なくともいずれかを供給する請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項15】
（ｃ）では、前記基板への不活性ガスの供給、および、前記基板が存在する空間の排気のうち少なくともいずれかを行う請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項16】
（ｄ）では、前記基板に対して、前記成膜ガスとして、ゲルマニウム含有ガスおよびシリコン含有ガスのうち少なくともいずれかを供給する請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項17】
前記第２温度および前記第３温度を４００℃以上５２０℃以下とする請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項18】
（ｂ）および（ｃ）における前記基板が存在する空間の圧力を５００Ｐａ以上とする請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項19】
（ｂ）における処理時間を、（ｃ）における処理時間以上とする請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項20】
（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に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21】
基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給する元素Ｘ含有ガス供給系と、
基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給する元素Ｙ含有ガス供給系と、
基板に対して成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
基板の温度を調整する温度調整部と、
（ａ）第１温度とした基板に対して前記元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する処理と、（ｂ）第２温度とした前記基板に対して前記元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる処理と、（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる処理と、（ｄ）第４温度とした前記基板に対して前記成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する処理と、を行わせるように、前記元素Ｘ含有ガス供給系、前記元素Ｙ含有ガス供給系、前記成膜ガス供給系、および前記温度調整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。
基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給する元素Ｙ含有ガス供給系と、
基板に対して成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
基板の温度を調整する温度調整部と、
（ａ）第１温度とした基板に対して前記元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する処理と、（ｂ）第２温度とした前記基板に対して前記元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる処理と、（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる処理と、（ｄ）第４温度とした前記基板に対して前記成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する処理と、を行わせるように、前記元素Ｘ含有ガス供給系、前記元素Ｙ含有ガス供給系、前記成膜ガス供給系、および前記温度調整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22】
（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する手順と、
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる手順と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる手順と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する手順と、
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。
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる手順と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる手順と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する手順と、
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、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２０２１－０６８８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
半導体装置の微細化に伴い、基板上に形成される膜の特性の改善、向上が強く要求されている。
【0005】
本開示は、基板上に形成される膜の特性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】
【0006】
本開示の一態様によれば、
（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、
を行う技術が提供される。
（ａ）第１温度とした基板に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、前記基板の表面上に、前記元素Ｘにより終端された表面を含む層を形成する工程と、
（ｂ）第２温度とした前記基板に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、前記層の表面における前記元素Ｘによる終端を前記元素Ｙによる終端に変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を第３温度とすることで、前記層の表面における前記元素Ｙによる終端を構成する前記元素Ｙを脱離させる工程と、
（ｄ）第４温度とした前記基板に対して成膜ガスを供給することで、前記元素Ｙを脱離させた前記層上に膜を形成する工程と、
を行う技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、基板上に形成される膜の特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜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。
【0010】
（１）基板処理装置（基板処理システム）の構成
図１に示すように、処理炉２０２は温度調整器（加熱部）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、ガスにエネルギーを与えるエネルギー付与部として機能し、ガスを熱で活性化（励起）させる場合は、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は温度調整器（加熱部）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、ガスにエネルギーを与えるエネルギー付与部として機能し、ガスを熱で活性化（励起）させる場合は、活性化機構（励起部）としても機能する。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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，２３２ｆ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，２３２ｇ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２３２ｈが接続されている。ガス供給管２３２ｄ～２３２ｈには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｄ～２４１ｈおよびバルブ２４３ｄ～２４３ｈがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ～２３２ｈは、例えば、ＳＵＳ等の金属材料により構成されている。
【0014】
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。平面視において、ノズル２４９ｂは、処理室２０１内に搬入されるウエハ２００の中心を挟んで後述する排気口２３１ａと一直線上に対向するように配置されている。ノズル２４９ａ，２４９ｃは、ノズル２４９ｂと排気口２３１ａの中心とを通る直線Ｌを、反応管２０３の内壁（ウエハ２００の外周部）に沿って両側から挟み込むように配置されている。直線Ｌは、ノズル２４９ｂとウエハ２００の中心とを通る直線でもある。すなわち、ノズル２４９ｃは、直線Ｌを挟んでノズル２４９ａと反対側に設けられているということもできる。ノズル２４９ａ，２４９ｃは、直線Ｌを対称軸として線対称に配置されている。ノズル２４９ａ～２４９ｃの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ～２５０ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ～２５０ｃは、それぞれが、平面視において排気口２３１ａと対向（対面）するように開口しており、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～２５０ｃ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。
【0015】
ガス供給管２３２ａからは、元素Ｘ含有ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
【0016】
ガス供給管２３２ｂからは、シリコン（Ｓｉ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
【0017】
ガス供給管２３２ｃからは、成膜ガスが、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、元素Ｙ含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａ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、ドーパントガスが、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～２３２ｈからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｆ～２４１ｈ、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ、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。
【0021】
主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、元素Ｘ含有ガス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、Ｓｉ含有ガス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、成膜ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより、元素Ｙ含有ガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｅ、ＭＦＣ２４１ｅ、バルブ２４３ｅにより、ドーパントガス供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｆ～２３２ｈ、ＭＦＣ２４１ｆ～２４１ｈ、バルブ２４３ｆ～２４３ｈにより、不活性ガス供給系が構成される。
【0022】
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～２４３ｈやＭＦＣ２４１ａ～２４１ｈ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～２３２ｈのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ～２３２ｈ内への各種物質（各種ガス）の供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ～２４３ｈの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ～２４１ｈ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～２３２ｈ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。
【0023】
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。図２に示すように、排気口２３１ａは、平面視において、ウエハ２００を挟んでノズル２４９ａ～２４９ｃ（ガス供給孔２５０ａ～２５０ｃ）と対向（対面）する位置に設けられている。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、さらに、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を排気系に含めてもよい。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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（基板処理システム）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。
【0030】
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、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。
【0031】
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～２４１ｈによる各種物質（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、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。
【0032】
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メモリや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。
【0033】
（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（製造方法）の一工程として、基板を処理する方法、すなわち、基板としてのウエハ２００の表面上に層を形成し、この層の上に膜を形成するための処理シーケンスの例について、主に、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。なお、ウエハ２００の表面上に形成する層は、この層上に形成する膜よりも薄く、この層上に膜を形成する（成長させる）際の核（シード）となることから、以下、この層をシード層とも称する。
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程（製造方法）の一工程として、基板を処理する方法、すなわち、基板としてのウエハ２００の表面上に層を形成し、この層の上に膜を形成するための処理シーケンスの例について、主に、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。なお、ウエハ２００の表面上に形成する層は、この層上に形成する膜よりも薄く、この層上に膜を形成する（成長させる）際の核（シード）となることから、以下、この層をシード層とも称する。
【0034】
本態様における処理シーケンスでは、
（ａ）第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成するステップＡと、
（ｂ）第２温度としたウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させるステップＢと、
（ｃ）ウエハ２００を第３温度とすることで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させるステップＣと、
（ｄ）第４温度としたウエハ２００に対して成膜ガスを供給することで、元素Ｙを脱離させたシード層上に膜を形成するステップＤと、
を行う。シード層を単に層と称することもできる。
（ａ）第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給することで、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成するステップＡと、
（ｂ）第２温度としたウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させるステップＢと、
（ｃ）ウエハ２００を第３温度とすることで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させるステップＣと、
（ｄ）第４温度としたウエハ２００に対して成膜ガスを供給することで、元素Ｙを脱離させたシード層上に膜を形成するステップＤと、
を行う。シード層を単に層と称することもできる。
【0035】
なお、以下の例では、図４にも示すように、ステップＡにて、ウエハ２００に対して、元素Ｘ含有ガスとＳｉ含有ガスとを交互に供給する場合について説明する。以下の例では、ステップＡにおいて、ウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給するステップＡ１と、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給するステップＡ２と、を含むサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１または２以上の整数）行うことで、ウエハ２００の表面上にシード層を形成する。
【0036】
また、以下の例では、ステップＤにて、ウエハ２００に対して、成膜ガスとしてゲルマニウム（Ｇｅ）含有ガスを供給する場合について説明する。なお、ステップＤにおいては、ウエハ２００に対して、Ｇｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することもできる。
【0037】
本明細書では、上述の処理シーケンスを、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。
【0038】
［元素Ｘ含有ガス→Ｓｉ含有ガス］×ｎ→元素Ｙ含有ガス→不活性ガス→成膜ガス
【0039】
また、以下の例では、図４にも示すように、ステップＤを行った後に、ウエハ２００を熱処理するステップＥを、さらに行う。なお、ステップＥは、省略することもできる。この点は、以下の変形例や他の態様等においても同様である。
【0040】
［元素Ｘ含有ガス→Ｓｉ含有ガス］×ｎ→元素Ｙ含有ガス→不活性ガス→成膜ガス→熱処理
【0041】
また、以下の例では、図４にも示すように、第２温度を第１温度よりも高い温度とし、第３温度を第１温度よりも高い温度とし、第４温度を第１温度よりも低い温度とする場合について説明する。また、以下の例では、図４にも示すように、第２温度と第３温度が同一の温度である場合について説明する。
【0042】
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、ウエハとその表面上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。
【0043】
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。例えば、シード層は、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。
【0044】
（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。
【0045】
（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。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。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。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。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。
【0046】
（ステップＡ）
その後、第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給する。本ステップでは、具体的には、次のステップＡ１、ステップＡ２を順次実行する。これにより、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成する。
その後、第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給する。本ステップでは、具体的には、次のステップＡ１、ステップＡ２を順次実行する。これにより、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成する。
【0047】
［ステップＡ１］
本ステップでは、第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給する。
本ステップでは、第１温度としたウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスを供給する。
【0048】
具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ元素Ｘ含有ガスを流す。元素Ｘ含有ガスは、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の側方から、ウエハ２００に対して元素Ｘ含有ガスが供給される（元素Ｘ含有ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ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。
【0049】
本ステップにて元素Ｘ含有ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第１温度）：３５０～４４０℃
処理圧力：１００～１０００Ｐａ
元素Ｘ含有ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
元素Ｘ含有ガス供給時間：０．５～１０分
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第１温度）：３５０～４４０℃
処理圧力：１００～１０００Ｐａ
元素Ｘ含有ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
元素Ｘ含有ガス供給時間：０．５～１０分
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
【0050】
なお、本明細書における「３５０～４４０℃」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、「３５０～４４０℃」とは「３５０℃以上４４０℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。また、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、処理時間とは、その処理を継続する時間を意味する。また、供給流量に０ｓｌｍが含まれる場合、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】
ウエハ２００に対する元素Ｘ含有ガスの供給が終了した後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内への元素Ｘ含有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２４３ｆ～２４３ｈ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、処理室２０１内がパージされる（パージ）。
【0052】
本ステップにてパージを行う際における処理条件としては、
処理圧力：１～３０Ｐａ
処理時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．５～２０ｓｌｍ
が例示される。なお、パージを行う際における処理温度は、元素Ｘ含有ガスを供給する際における処理温度（第１温度）と同様の温度とすることが好ましい。
処理圧力：１～３０Ｐａ
処理時間：１～１２０秒、好ましくは１～６０秒
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．５～２０ｓｌｍ
が例示される。なお、パージを行う際における処理温度は、元素Ｘ含有ガスを供給する際における処理温度（第１温度）と同様の温度とすることが好ましい。
【0053】
元素Ｘ含有ガスとしては、例えば、Ｓｉと元素Ｘとしてのハロゲンとを含むガス、すなわち、ハロシラン系ガスを用いることができる。元素Ｘとしてのハロゲンは、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等を含む。ハロシラン系ガスとしては、例えば、Ｓｉ－Ｃｌ結合、Ｓｉ－Ｆ結合、Ｓｉ－Ｂｒ結合、またはＳｉ－Ｉ結合を有するシラン系ガス、すなわち、クロロシラン系ガス、フルオロシラン系ガス、ブロモシラン系ガス、またはヨードシラン系ガスを用いることができる。中でも、ハロシラン系ガスとしては、例えば、クロロシラン系ガスを用いることが好ましい。すなわち、元素Ｘ含有ガスにおける元素Ｘは、ハロゲンを含むことが好ましく、Ｃｌを含むことがより好ましい。
【0054】
元素Ｘ含有ガスとしては、例えば、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ）ガス、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）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８）ガス等を用いることができる。元素Ｘ含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0055】
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。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。この点は、後述する各ステップにおいても同様である。
【0056】
［ステップＡ２］
ステップＡ１が終了した後、第１温度としたウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給する。
ステップＡ１が終了した後、第１温度としたウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給する。
【0057】
具体的には、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へＳｉ含有ガスを流す。Ｓｉ含有ガスは、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の側方から、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスが供給される（Ｓｉ含有ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ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】
本ステップにてＳｉ含有ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第１温度）：３５０～４４０℃
処理圧力：１００～１０００Ｐａ
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
Ｓｉ含有ガス供給時間：０．５～１０分
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第１温度）：３５０～４４０℃
処理圧力：１００～１０００Ｐａ
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～１ｓｌｍ
Ｓｉ含有ガス供給時間：０．５～１０分
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
【0059】
ウエハ２００に対するＳｉ含有ガスの供給が終了した後、バルブ２４３ｂを閉じ、処理室２０１内へのＳｉ含有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）。なお、パージを行う際における処理温度は、Ｓｉ含有ガスを供給する際における処理温度（第１温度）と同様の温度とすることが好ましい。
【0060】
Ｓｉ含有ガスとしては、例えば、Ｓｉと水素（Ｈ）とを含むガス、すなわち、水素化ケイ素系ガスや、Ｓｉとアミノ基とを含むガス、すなわち、アミノシラン系ガス等を用いることができる。アミノシラン系ガスとしては、例えば、Ｓｉにアミノ基が直接結合した、Ｓｉ－Ｎ結合を有するアミノシラン系ガスを用いることができる。
【0061】
Ｓｉ含有ガスとしては、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、テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）ガス、ペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１２）ガス、ヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１４）ガス等を用いることができる。また、Ｓｉ含有ガスとしては、例えば、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）ガス、トリス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ）ガス、ビス（ジエチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２）ガス、ビス（ターシャリブチル）アミノシラン（Ｓｉ［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２Ｈ２）ガス、（ジイソブチルアミノ）シラン（（Ｃ４Ｈ９）２ＮＳｉＨ３）ガス、（ジイソプロピルアミノ）シラン（（Ｃ３Ｈ７）２ＮＳｉＨ３）ガス等を用いることができる。Ｓｉ含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0062】
［所定回数実施］
上述のステップＡ１、ステップＡ２を含むサイクル、すなわち、図４に示すように、ステップＡ１、ステップＡ２を非同時に（交互に）行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１または２以上の整数）行う。これにより、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成することができる。上述のサイクルは、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層の厚みが所望の厚みになるまで、複数回繰り返すことが好ましい。
上述のステップＡ１、ステップＡ２を含むサイクル、すなわち、図４に示すように、ステップＡ１、ステップＡ２を非同時に（交互に）行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１または２以上の整数）行う。これにより、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成することができる。上述のサイクルは、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層の厚みが所望の厚みになるまで、複数回繰り返すことが好ましい。
【0063】
例えば、本ステップでは、上述の元素Ｘ含有ガスを用いることで、ウエハ２００の表面上に、Ｓｉ－Ｘ終端を有する表面を含むシード層を形成することができる。上述のように、元素Ｘは、ハロゲンを含むことが好ましく、Ｃｌを含むことがより好ましい。よって、本ステップでは、ウエハ２００の表面上に、Ｓｉ－ハロゲン終端を有する表面を含むシード層を形成することが好ましく、Ｓｉ－Ｃｌ終端を有する表面を含むシード層を形成することがより好ましい。
【0064】
（昇温）
ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層が形成された後、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第１温度から、第１温度よりも高い第２温度へと昇温させる。このとき、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内のパージを行う。なお、パージはウエハ２００の温度が第２温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層が形成された後、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第１温度から、第１温度よりも高い第２温度へと昇温させる。このとき、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内のパージを行う。なお、パージはウエハ２００の温度が第２温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
【0065】
（ステップＢ）
ウエハ２００の温度が第２温度に到達し、安定した後、第２温度としたウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスを供給する。
ウエハ２００の温度が第２温度に到達し、安定した後、第２温度としたウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスを供給する。
【0066】
具体的には、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へ元素Ｙ含有ガスを流す。元素Ｙ含有ガスは、ＭＦＣ２４１ｄ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の側方から、ウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスが供給される（元素Ｙ含有ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ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。
【0067】
本ステップでは、図４にも示すように、第２温度を第１温度よりも高い温度としている。このため、本ステップでは、処理温度（第２温度）を、ステップＡ（ステップＡ１、ステップＡ２）における処理温度（第１温度）よりも高くした状態にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
【0068】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して元素Ｙ含有ガスを供給することで、シード層の表面における元素Ｘを元素Ｙへと置換（変化）させる置換反応を生じさせ、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させることができる。特に、第２温度を第１温度よりも高い温度とすることで、シード層の表面における元素Ｘによる終端の元素Ｙによる終端への変換率を高め、シード層の表面に元素Ｘによる終端が残留することを抑制することが可能となる。このようにして、本ステップでは、ウエハ２００の表面上に、元素Ｙにより終端された表面を含むシード層が形成された状態を作り出すことができる。
【0069】
本ステップにて元素Ｙ含有ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第２温度）：４００～５２０℃、好ましくは４５０～５００℃
処理圧力：５００～１０１３２５Ｐａ、好ましくは８００～１０１３３Ｐａ
処理時間：０．５～２時間、好ましくは０．５～１時間
元素Ｙ含有ガス供給流量：１～５ｓｌｍ、好ましくは２～３ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第２温度）：４００～５２０℃、好ましくは４５０～５００℃
処理圧力：５００～１０１３２５Ｐａ、好ましくは８００～１０１３３Ｐａ
処理時間：０．５～２時間、好ましくは０．５～１時間
元素Ｙ含有ガス供給流量：１～５ｓｌｍ、好ましくは２～３ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～１０ｓｌｍ
が例示される。
【0070】
シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させた後、バルブ２４３ｄを閉じ、処理室２０１内への元素Ｙ含有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）。なお、パージを行う際における処理温度は、元素Ｙ含有ガスを供給する際における処理温度（第２温度）と同様の温度とすることが好ましい。
【0071】
元素Ｙ含有ガスとしては、例えば、還元ガスを用いることができる。還元ガスとしては、例えば、元素Ｙとしての水素（Ｈ）または重水素（Ｄ）を含むガスを用いることができる。中でも、還元ガスとしては、Ｈを含むガスが好ましい。すなわち、元素Ｙ含有ガスにおける元素Ｙは、ＨまたはＤを含むことが好ましく、Ｈを含むことがより好ましい。
【0072】
元素Ｙ含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガス等のＨ含有ガスを用いることができる。また、元素Ｙ含有ガスとしては、例えば、重水素（Ｄ２）ガス等のＤ含有ガスを用いることができる。元素Ｙ含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0073】
なお、ステップＡにてＳｉ－Ｘ終端を有する表面を含むシード層を形成する場合、本ステップでは、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させることができる。上述のように、元素Ｙは、ＨまたはＤを含むことが好ましく、Ｈを含むことがより好ましい。よって、本ステップでは、ウエハ２００の表面上に、Ｓｉ－Ｈ終端またはＳｉ－Ｄ終端を有する表面を含むシード層が形成された状態を作り出すことが好ましく、ウエハ２００の表面上に、Ｓｉ－Ｈ終端を有する表面を含むシード層が形成された状態を作り出すことが好ましい。
【0074】
また、本ステップにおける処理時間を、後述するステップＣにおける処理時間以上とすることが好ましく、ステップＣにおける処理時間よりも長くすることがより好ましい。これにより、本ステップにおける処理を効果的に行うことができ、シード層の表面における元素Ｘによる終端の元素Ｙによる終端への変換率を高め、シード層の表面に元素Ｘによる終端が残留することを抑制することが可能となる。また、この場合、後述するステップＣにおける処理時間を短縮させることができることから、スループット、すなわち、生産性を向上させることが可能となる。
【0075】
（ステップＣ）
ステップＢを行った後、ウエハ２００を第１温度よりも高い第３温度とする。図４にも示すように、ここでは、第３温度を第２温度と同一の温度とする例を示している。このため、本ステップでは、処理温度（第３温度）を、ステップＢにおける処理温度（第２温度）と同一の温度にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
ステップＢを行った後、ウエハ２００を第１温度よりも高い第３温度とする。図４にも示すように、ここでは、第３温度を第２温度と同一の温度とする例を示している。このため、本ステップでは、処理温度（第３温度）を、ステップＢにおける処理温度（第２温度）と同一の温度にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
【0076】
また、ここでは、図４にも示すように、ステップＢを行った後、第３温度としたウエハ２００に対して不活性ガスを供給する場合について説明する。
【0077】
具体的には、バルブ２４３ｆ～２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｆ～２３２ｈ内へ不活性ガスをそれぞれ流す。不活性ガスは、ＭＦＣ２４１ｆ～２４１ｈのそれぞれにより流量調整され、ノズル２４９ａ～２４９ｃのそれぞれを介して処理室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の側方から、ウエハ２００に対して不活性ガスが供給される（不活性ガス供給）。
【0078】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して不活性ガスを供給することで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを熱により脱離させることができ、シード層の表面にダングリングボンドを生成させることが可能となる。特に、第３温度を第１温度よりも高い温度とすることで、シード層の表面における元素Ｙの脱離率を高め、シード層の表面に、より多くのダングリングボンドを生成させることが可能となる。このようにして、本ステップでは、ウエハ２００の表面上に、成膜において膜が成長し易い状態である、ダングリングボンドを有する状態の表面を含むシード層が形成された状態を作り出すことができる。
【0079】
本ステップにて不活性ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第３温度）：４００～５２０℃、好ましくは４５０～５００℃
処理圧力：５００～１０１３２５Ｐａ、好ましくは８００～１０１３３Ｐａ
処理時間：０．５～２時間、好ましくは０．５～１時間
不活性ガス供給流量：１～１０ｓｌｍ、好ましくは２～５ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第３温度）：４００～５２０℃、好ましくは４５０～５００℃
処理圧力：５００～１０１３２５Ｐａ、好ましくは８００～１０１３３Ｐａ
処理時間：０．５～２時間、好ましくは０．５～１時間
不活性ガス供給流量：１～１０ｓｌｍ、好ましくは２～５ｓｌｍ
が例示される。
【0080】
なお、ステップＢにて、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させる場合、本ステップでは、シード層の表面におけるＳｉ－Ｙ終端におけるＳｉ－Ｙ結合を切断し、元素Ｙを脱離させることができる。これにより、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態を得ることができる。上述のように、シード層の表面にＳｉ－Ｙ終端としてＳｉ－Ｈ終端を有する場合には、本ステップにてＨを脱離させて、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とすることができる。この場合、本ステップでは、ウエハ２００の表面上に、Ｓｉがダングリングボンドを有する状態の表面を含むシード層が形成された状態を作り出すことが可能となる。
【0081】
上述のように、図４では、第３温度を第２温度と同一とする例を示しているが、第３温度を第２温度と異ならせるようにしてもよい。なお、第３温度と第２温度とを同一とすることで、ステップＢと本ステップとの間で処理温度の変更が不要となり、ウエハ２００の温度変更およびウエハ２００の温度の安定化に要する時間を短縮させることができ、スループット、すなわち、生産性を向上させることが可能となる。
【0082】
ステップＢおよびステップＣにおいては、第２温度および第３温度を、４００℃以上とすることが好ましく、４５０℃以上とすることがより好ましい。また、ステップＢおよびステップＣにおいては、第２温度および第３温度を、５２０℃以下とすることが好ましく、５００℃以下とすることがより好ましい。
【0083】
第２温度を４００℃未満とすると、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させることが困難となることがある。すなわち、シード層の表面における元素Ｘの元素Ｙへの置換反応を生じさせることが困難となることがある。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｘ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させることが困難となることがある。第２温度を４００℃以上とすることで、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させることを効果的に行うことが可能となる。すなわち、シード層の表面における元素Ｘの元素Ｙへの置換反応を効果的に生じさせることが可能となる。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｘ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させることを効果的に行うことが可能となる。また、第２温度を４５０℃以上とすることで、シード層の表面における元素Ｘによる終端を元素Ｙによる終端に変化させることを、より効果的に行うことが可能となる。すなわち、シード層の表面における元素Ｘの元素Ｙへの置換反応を、より効果的に生じさせることが可能となる。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｘ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させることを、より効果的に行うことが可能となる。
【0084】
第３温度を４００℃未満とすると、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させることが困難となることがある。すなわち、シード層の表面における元素Ｙの脱離反応が十分に生じなくなることがある。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｙ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｙ結合を切断し、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とすることが困難となることがある。第３温度を４００℃以上とすることで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを効果的に脱離させることが可能となる。すなわち、シード層の表面における元素Ｙの脱離反応を効果的に生じさせることが可能となる。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｙ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｙ結合を効果的に切断し、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とすることを効果的に行うことが可能となる。また、第３温度を４５０℃以上とすることで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを、より効果的に脱離させることが可能となる。すなわち、シード層の表面における元素Ｙの脱離反応を、より効果的に生じさせることが可能となる。例えば、シード層の表面がＳｉ－Ｙ終端を含む場合に、シード層の表面におけるＳｉ－Ｙ結合を、より効果的に切断し、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とすることを、より効果的に行うことが可能となる。
【0085】
また、第２温度および第３温度を、５２０℃を超える温度とすると、シード層を構成する主元素の凝集が生じ、その結果、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性が悪化することがある。第２温度および第３温度を５２０℃以下とすることで、シード層を構成する主元素の凝集を効果的に抑制することができ、結果として、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性の悪化を効果的に抑制することが可能となる。第２温度および第３温度を５００℃以下とすることで、シード層を構成する主元素の凝集を、より効果的に抑制することができ、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性の悪化を、より効果的に抑制することが可能となる。
【0086】
ここで、表面モフォロジ、表面ラフネスとは、いずれも、ウエハ面内あるいは任意の対象面内における膜の表面における高低差を意味している。中でも、表面ラフネスは、膜の表面における高低差の程度（表面粗さと同義である）を意味しており、その値が小さいほど表面が平滑であることを示しており、逆にその値が大きいほど表面が粗いことを示している。本明細書において、表面モフォロジ、表面ラフネス特性が向上するとは、膜の表面における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しており、逆に、表面モフォロジ、表面ラフネス特性が悪化するとは、膜の表面における高低差が大きくなり、表面の平滑度が悪化することを意味している。
【0087】
以上のことから、第２温度および第３温度を、４００℃以上とすることが好ましく、４５０℃以上とすることがより好ましい。また、第２温度および第３温度を、５２０℃以下とすることが好ましく、５００℃以下とすることがより好ましい。さらに、第２温度および第３温度を、４００℃以上５２０℃以下とすることが好ましく、４５０℃以上５００℃以下とすることがより好ましい。ここで、第２温度および第３温度は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0088】
ステップＢおよびステップＣにおいては、ウエハ２００が存在する空間の圧力、すなわち、処理室２０１内の圧力を、５００Ｐａ以上とすることが好ましく、８００Ｐａ以上とすることがより好ましい。また、ステップＢおよびステップＣにおいては、ウエハ２００が存在する空間の圧力、すなわち、処理室２０１内の圧力を、１０１３２５Ｐａ以下とすることが好ましく、１０１３３Ｐａ以下とすることがより好ましい。
【0089】
ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を５００Ｐａ未満とすると、シード層を構成する主元素の凝集が生じ、その結果、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性が悪化することがある。ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を５００Ｐａ以上とすることで、シード層を構成する主元素の凝集を効果的に抑制することができ、結果として、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性の悪化を効果的に抑制することが可能となる。また、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を８００Ｐａ以上とすることで、シード層を構成する主元素の凝集を、より効果的に抑制することができ、結果として、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性の悪化を、より効果的に抑制することが可能となる。
【0090】
ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を、１０１３２５Ｐａを超える圧力とすると、処理時間が長くなり、スループットすなわち生産性が低下することがある。ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を１０１３２５Ｐａ以下とすることで、圧力調整時間を効果的に短縮させることができ、スループットすなわち生産性が低下することを効果的に抑制することが可能となる。また、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を１０１３３Ｐａ以下とすることで、圧力調整時間を、より効果的に短縮させることができ、スループットすなわち生産性が低下することを、より効果的に抑制することが可能となる。
【0091】
以上のことから、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を、５００Ｐａ以上とすることが好ましく、８００Ｐａ以上とすることがより好ましい。また、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を、１０１３２５Ｐａ以下とすることが好ましく、１０１３３Ｐａ以下とすることがより好ましい。さらに、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力を、５００Ｐａ以上１０１３２５Ｐａ以下とすることが好ましく、８００Ｐａ以上１０１３３Ｐａ以下とすることがより好ましい。ここで、ステップＢおよびステップＣにおけるウエハ２００が存在する空間の圧力は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0092】
（降温）
ウエハ２００の表面上に形成されたシード層が、ダングリングボンドを有する状態となった後、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第３温度から、第１温度以下の第４温度へと、好ましくは、第１温度よりも低い第４温度へと降温させる。このとき、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内のパージを行う。なお、パージはウエハ２００の温度が第４温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
ウエハ２００の表面上に形成されたシード層が、ダングリングボンドを有する状態となった後、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第３温度から、第１温度以下の第４温度へと、好ましくは、第１温度よりも低い第４温度へと降温させる。このとき、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内のパージを行う。なお、パージはウエハ２００の温度が第４温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
【0093】
（ステップＤ）
ウエハ２００の温度が第４温度に到達し、安定した後、第４温度としたウエハ２００に対して成膜ガスを供給する。ここでは、成膜ガスとしてＧｅ含有ガスを用い、ウエハ２００に対して、Ｇｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給する場合について説明する。
ウエハ２００の温度が第４温度に到達し、安定した後、第４温度としたウエハ２００に対して成膜ガスを供給する。ここでは、成膜ガスとしてＧｅ含有ガスを用い、ウエハ２００に対して、Ｇｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給する場合について説明する。
【0094】
具体的には、バルブ２４３ｃ，２４３ｅを開き、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｅ内へＧｅ含有ガス、ドーパントガスをそれぞれ流す。Ｇｅ含有ガス、ドーパントガスは、それぞれ、ＭＦＣ２４１ｃ，ＭＦＣ２４１ｅにより流量調整され、ノズル２４９ｃ，２４９ｂを介して処理室２０１内へそれぞれ供給され、処理室２０１内で混合されて、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００の側方から、ウエハ２００に対してＧｅ含有ガスおよびドーパントガスが供給される（Ｇｅ含有ガス＋ドーパントガス供給）。このとき、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ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。
【0095】
以下の例では、図４にも示すように、第４温度を第１温度よりも低い温度とする例を示している。このため、本ステップでは、処理温度（第４温度）を、ステップＡ（ステップＡ１、ステップＡ２）における処理温度（第１温度）よりも低くした状態にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
【0096】
後述する処理条件下でウエハ２００に対して成膜ガスとしてのＧｅ含有ガスを供給することで、Ｇｅ含有ガスを気相中で分解させて、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上にＧｅを吸着（堆積）させて、Ｇｅ膜を形成することができる。また、ウエハ２００に対してＧｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することで、ドーパントがドープされたＧｅ膜を形成することができる。また、後述する処理条件下では、Ｇｅ膜の結晶構造は、アモルファス（非晶質）となる。
【0097】
本ステップにてＧｅ含有ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第４温度）：２５０～４００℃、２８０～３２０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｇｅ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。なお、ドーパントガス供給流量が０ｓｌｍとは、ドーパントガスを供給しないケースを意味する。つまり、ドーパントガスの供給は、省略することもできる。
処理温度（第４温度）：２５０～４００℃、２８０～３２０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｇｅ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。なお、ドーパントガス供給流量が０ｓｌｍとは、ドーパントガスを供給しないケースを意味する。つまり、ドーパントガスの供給は、省略することもできる。
【0098】
シード層上にＧｅ膜を形成した後、バルブ２４３ｃ，２４３ｅを閉じ、処理室２０１内へのＧｅ含有ガス、ドーパントガスの供給をそれぞれ停止する。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）。
【0099】
Ｇｅ含有ガスとしては、例えば、ＧｅとＨとを含む水素化ゲルマニウム系ガス（ゲルマン系ガス）を用いることができる。Ｇｅ含有ガスとしては、例えば、モノゲルマン（ＧｅＨ４）ガス、ジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）ガス、トリゲルマン（Ｇｅ３Ｈ８）ガス等を用いることができる。Ｇｅ含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0100】
ドーパントガスとしては、例えば、リン（Ｐ）含有ガス、ホウ素（Ｂ）含有ガス、ヒ素（Ａｓ）含有ガスを用いることができる。ドーパントガスとしては、例えば、ホスフィン（ＰＨ３）ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガス、トリクロロボラン（ＢＣｌ３）ガス、アルシン（ＡｓＨ３）ガス等を用いることができる。ドーパントガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0101】
上述のように、図４では、第４温度を第１温度よりも低い温度とする例を示しているが、第４温度を第１温度以下の温度とするようにしてもよい。第４温度を第１温度以下、好ましくは第１温度よりも低い温度とすることで、成膜温度を低温化することが可能となる。なお、図４では、第２温度および第３温度を、上述のように、第１温度よりも高い温度としていることから、第４温度は、第１温度、第２温度、第３温度、第４温度のうち最も低い温度ということとなる。
【0102】
また、上述のように、本ステップでは、ドーパントガスの供給を省略することができる。ドーパントガスの供給を省略することで、ドーパントがドープされていないＧｅ膜、すなわち、ノンドープＧｅ膜をシード層上に形成することができる。
【0103】
（昇温）
シード層上にＧｅ膜を形成した後、上述のようにパージを行う。その際、パージと並行して、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第４温度から、第４温度よりも高い第５温度へと昇温させる。なお、パージはウエハ２００の温度が第５温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
シード層上にＧｅ膜を形成した後、上述のようにパージを行う。その際、パージと並行して、ヒータ２０７の出力を調整し、図４に示すように、処理温度を、第４温度から、第４温度よりも高い第５温度へと昇温させる。なお、パージはウエハ２００の温度が第５温度に到達し、安定するまでの間、継続することが好ましい。
【0104】
（ステップＥ）
ウエハ２００の温度が第５温度に到達し、安定した後、第５温度としたウエハ２００に対して熱処理（アニール処理）を行う。以下の例では、図４にも示すように、熱処理の処理温度（第５温度）を第４温度よりも高い温度とする例を示している。このため、本ステップでは、処理温度（第５温度）を、ステップＤにおける処理温度（第４温度）よりも高くした状態にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
ウエハ２００の温度が第５温度に到達し、安定した後、第５温度としたウエハ２００に対して熱処理（アニール処理）を行う。以下の例では、図４にも示すように、熱処理の処理温度（第５温度）を第４温度よりも高い温度とする例を示している。このため、本ステップでは、処理温度（第５温度）を、ステップＤにおける処理温度（第４温度）よりも高くした状態にて維持するよう、ヒータ２０７の出力を調整する。
【0105】
本ステップは、バルブ２４３ｆ～２４３ｈ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した状態で行うようにしてもよい。また、本ステップは、バルブ２４３ｆ～２４３ｈを閉じ、処理室２０１内への不活性ガスの供給を停止した状態で行うようにしてもよい。
【0106】
後述する処理条件下で熱処理（アニール処理）を行うことにより、シード層およびＧｅ膜をポリ化（多結晶化）させることができる。なお、熱処理を行う前のシード層は、アモルファス状態である場合と、アモルファス（非晶質）とポリ（多結晶）との混晶状態である場合と、ポリ状態である場合と、があるが、いずれの場合も、シード層をポリ化させ、シード層をポリ化させた後に、Ｇｅ膜をポリ化させることができる。これにより、先行してポリ化させたシード層の結晶粒（グレイン）を核として、Ｇｅ膜をポリ化させることができる。なお、シード層およびＧｅ膜のポリ化が不要である場合には、熱処理、すなわち、ステップＥを省略することもできる。
【0107】
本ステップにて熱処理（アニール処理）を行う際における処理条件としては、
処理温度（第５温度）：６００～１０００℃
処理圧力：０．１～１０００００Ｐａ
処理時間：１～３００分
不活性ガス供給流量（各ガス供給管）：０～２０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第５温度）：６００～１０００℃
処理圧力：０．１～１０００００Ｐａ
処理時間：１～３００分
不活性ガス供給流量（各ガス供給管）：０～２０ｓｌｍ
が例示される。
【0108】
（アフターパージおよび大気圧復帰）
ステップＥが完了した後、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等が処理室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）。
ステップＥが完了した後、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等が処理室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）。
【0109】
（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）。
【0110】
（３）本態様による効果
本態様によれば、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、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
【0111】
ステップＡを行った後、ステップＢ、ステップＣを行うことで、ウエハ２００の表面上に形成されたシード層の表面を、元素Ｘにより終端された表面からダングリングボンドを有する状態の表面へと改質させることができる。ダングリングボンドを有する状態の表面は、成膜において膜が成長し易い状態の表面であることから、このような状態の表面を有するシード層を有するウエハ２００に対して、ステップＤにて成膜ガスを供給することで、膜の成長の不均一化を抑制することができる。その結果、シード層の表面上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス、ステップカバレッジ等の特性を向上させることが可能となる。また、成膜におけるインキュベーションタイムを短縮させることも可能となり、スループット、すなわち、生産性を向上させることも可能となる。
【0112】
また、上述の、シード層におけるダングリングボンドを有する状態の表面は、ステップＡで形成された元素Ｘにより終端された表面を、ステップＢにて、元素Ｙにより終端された表面へと変化させた後、ステップＣにて、元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させることで得ている。このようにすることで、例えば、シード層の表面における元素Ｘによる終端を構成する元素Ｘを脱離させる場合に比べ、低温で、ダングリングボンドを有する状態の表面を得ることができる。これにより、シード層を構成する主元素の熱による凝集を抑制することができ、結果として、シード層上に形成される膜の表面モフォロジ、表面ラフネス等の特性の悪化を抑制することが可能となる。
【0113】
ステップＡでは、Ｓｉ－Ｘ終端を有する表面を含むシード層を形成し、ステップＢでは、シード層の表面におけるＳｉ－Ｘ終端をＳｉ－Ｙ終端に変化させることが好ましい。さらに、ステップＣでは、シード層の表面におけるＳｉ－Ｙ終端におけるＳｉ－Ｙ結合を切断し、シード層の表面におけるＳｉがダングリングボンドを有する状態とすることが好ましい。これらにより、上述の効果をより効率的に得ることが可能となる。
【0114】
ステップＢにおける第２温度をステップＡにおける第１温度よりも高い温度とし、ステップＣにおける第３温度をステップＡにおける第１温度よりも高い温度とすることが好ましい。これにより、上述の効果をより効率的に得ることが可能となる。
【0115】
元素Ｘ含有ガス、Ｘ終端、およびＳｉ－Ｘ終端における元素Ｘは、ハロゲンを含むことが好ましく、塩素を含むことがより好ましい。元素Ｙ含有ガス、Ｙ終端、およびＳｉ－Ｙ終端における元素Ｙは水素または重水素を含むことが好ましい。これらにより、ステップＡ、ステップＢ、およびステップＣにおける反応を効率的かつ効果的に生じさせることが可能となり、上述の効果がより顕著に得られるようになる。
【0116】
ステップＡでは、ウエハ２００に対して、元素Ｘ含有ガスとして、ハロシラン系ガスを供給することが好ましく、元素Ｘ含有ガスとして、クロロシラン系ガスを供給することがより好ましい。また、ステップＡでは、ウエハ２００に対して、さらに、水素化ケイ素系ガスを供給することが好ましい。さらに、ステップＡでは、ウエハ２００に対して、ハロシラン系ガスと、水素化ケイ素系ガスと、を交互に供給することが好ましい。加えて、ステップＢでは、ウエハ２００に対して、元素Ｙ含有ガスとして、水素ガスおよび重水素ガスのうち少なくともいずれかを供給することが好ましい。これらにより、ステップＡおよびステップＢにおける反応を効率的かつ効果的に生じさせることが可能となり、上述の効果がより顕著に得られるようになる。
【0117】
ステップＣでは、ウエハ２００への不活性ガスの供給を行うことが好ましい。これにより、ステップＣにおける反応を効率的かつ効果的に生じさせることが可能となり、上述の効果がより顕著に得られるようになる。
【0118】
（４）変形例
本態様における処理シーケンスは、以下に示す変形例のように変更することができる。これらの変形例は、任意に組み合わせることができる。特に説明がない限り、各変形例の各ステップにおける処理手順、処理条件は、上述の処理シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件と同様とすることができる。
本態様における処理シーケンスは、以下に示す変形例のように変更することができる。これらの変形例は、任意に組み合わせることができる。特に説明がない限り、各変形例の各ステップにおける処理手順、処理条件は、上述の処理シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【0119】
（変形例１）
以下に示す処理シーケンスのように、ステップＡにおいて、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給しないようにしてもよい。本変形例におけるステップＡでは、第１温度としたウエハ２００に対して、反応性ガスとして元素Ｘ含有ガスのみを供給することで、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成する。このとき、上述の態様と同様、ウエハ２００に対して不活性ガスを供給するようにしてもよい。本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
以下に示す処理シーケンスのように、ステップＡにおいて、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給しないようにしてもよい。本変形例におけるステップＡでは、第１温度としたウエハ２００に対して、反応性ガスとして元素Ｘ含有ガスのみを供給することで、ウエハ２００の表面上に、元素Ｘにより終端された表面を含むシード層を形成する。このとき、上述の態様と同様、ウエハ２００に対して不活性ガスを供給するようにしてもよい。本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0120】
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→不活性ガス→成膜ガス
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→不活性ガス→成膜ガス→熱処理
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→不活性ガス→成膜ガス→熱処理
【0121】
（変形例２）
以下に示す処理シーケンスのように、ステップＣでは、ウエハ２００に対して不活性ガスを供給することなく、処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間の排気を行うようにしてもよい。本変形例におけるステップＣでは、ウエハ２００を第３温度とし、ウエハ２００が存在する空間の排気（減圧排気、真空排気、真空引き）を行うことで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させる。なお、本変形例における処理条件は、不活性ガスの供給流量を０ｓｌｍとする以外は、上述の態様のステップＣにおける処理条件と同様とすることができる。
以下に示す処理シーケンスのように、ステップＣでは、ウエハ２００に対して不活性ガスを供給することなく、処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間の排気を行うようにしてもよい。本変形例におけるステップＣでは、ウエハ２００を第３温度とし、ウエハ２００が存在する空間の排気（減圧排気、真空排気、真空引き）を行うことで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを脱離させる。なお、本変形例における処理条件は、不活性ガスの供給流量を０ｓｌｍとする以外は、上述の態様のステップＣにおける処理条件と同様とすることができる。
【0122】
［元素Ｘ含有ガス→Ｓｉ含有ガス］×ｎ→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス
［元素Ｘ含有ガス→Ｓｉ含有ガス］×ｎ→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス→熱処理
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス→熱処理
［元素Ｘ含有ガス→Ｓｉ含有ガス］×ｎ→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス→熱処理
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス
元素Ｘ含有ガス→元素Ｙ含有ガス→排気→成膜ガス→熱処理
【0123】
本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。なお、上述の態様および本変形例にて説明したように、ステップＣでは、ウエハ２００への不活性ガスの供給、および、ウエハ２００が存在する空間の排気のうち少なくともいずれかを行うことで、シード層の表面における元素Ｙによる終端を構成する元素Ｙを効率的かつ効果的に脱離させることができる。
【0124】
（変形例３）
ステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給するようにしてもよい。本変形例におけるステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対して、後述する処理条件下で、上述の態様におけるＧｅ含有ガスの代わりに、Ｓｉ含有ガスを供給する。これにより、元素Ｙを脱離させ、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上にＳｉ膜を形成することができる。また、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することで、ドーパントがドープされたＳｉ膜を形成することができる。なお、本変形例におけるステップＤでは、第４温度を第１温度よりも高い温度とする。
ステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対してＳｉ含有ガスを供給するようにしてもよい。本変形例におけるステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対して、後述する処理条件下で、上述の態様におけるＧｅ含有ガスの代わりに、Ｓｉ含有ガスを供給する。これにより、元素Ｙを脱離させ、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上にＳｉ膜を形成することができる。また、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することで、ドーパントがドープされたＳｉ膜を形成することができる。なお、本変形例におけるステップＤでは、第４温度を第１温度よりも高い温度とする。
【0125】
本変形例にてＳｉ含有ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第４温度）：４５０～６５０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第４温度）：４５０～６５０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。
【0126】
本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、ドーパントがドープされていないＳｉ膜（ノンドープＳｉ膜）およびドーパントがドープされたＳｉ膜のうち少なくともいずれかをシード層上に形成することができる。
【0127】
（変形例４）
ステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対してＧｅ含有ガスとＳｉ含有ガスとを供給するようにしてもよい。本変形例におけるステップＤでは、ウエハ２００に対して、上述の態様におけるＧｅ含有ガスに加えてＳｉ含有ガスを供給する。すなわち、本変形例におけるステップＤでは、ウエハ２００に対して、Ｓｉ含有ガスとＧｅ含有ガスとを一緒に供給する。これにより、元素Ｙを脱離させ、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上にＳｉＧｅ膜を形成することができる。また、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスおよびＧｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することで、ドーパントがドープされたＳｉＧｅ膜を形成することができる。なお、本変形例におけるステップＤでは、第４温度を、第１温度以下の温度とすることもでき、第１温度よりも高い温度とすることもできる。
ステップＤでは、第４温度としたウエハ２００に対してＧｅ含有ガスとＳｉ含有ガスとを供給するようにしてもよい。本変形例におけるステップＤでは、ウエハ２００に対して、上述の態様におけるＧｅ含有ガスに加えてＳｉ含有ガスを供給する。すなわち、本変形例におけるステップＤでは、ウエハ２００に対して、Ｓｉ含有ガスとＧｅ含有ガスとを一緒に供給する。これにより、元素Ｙを脱離させ、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上にＳｉＧｅ膜を形成することができる。また、ウエハ２００に対してＳｉ含有ガスおよびＧｅ含有ガスとドーパントガスとを一緒に供給することで、ドーパントがドープされたＳｉＧｅ膜を形成することができる。なお、本変形例におけるステップＤでは、第４温度を、第１温度以下の温度とすることもでき、第１温度よりも高い温度とすることもできる。
【0128】
本変形例にてＳｉ含有ガスとＧｅ含有ガスとを供給する際における処理条件としては、
処理温度（第４温度）：２８０～５２０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
Ｇｅ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。
処理温度（第４温度）：２８０～５２０℃
処理圧力：３０～４００Ｐａ
処理時間：１～３００分
Ｓｉ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
Ｇｅ含有ガス供給流量：０．０１～５ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０～０．５ｓｌｍ
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０１～２０ｓｌｍ
が例示される。
【0129】
本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、ドーパントがドープされていないＳｉＧｅ膜（ノンドープＳｉＧｅ膜）およびドーパントがドープされたＳｉＧｅ膜のうち少なくともいずれかをシード層上に形成することができる。
【0130】
なお、上述の態様、変形例３および変形例４にて説明したように、ステップＤでは、ウエハ２００に対して、成膜ガスとして、Ｇｅ含有ガスおよびＳｉ含有ガスのうち少なくともいずれかを供給することができる。これにより、元素Ｙを脱離させ、ダングリングボンドを有する状態となったシード層上には、Ｇｅ膜、Ｓｉ膜、ＳｉＧｅ膜のうち少なくともいずれかを、すなわち、ＧｅおよびＳｉのうち少なくともいずれかを含む膜を形成することができる。また、これらの膜は、上述のように、ドーパントがドープされた膜であってもよいし、ドーパントがドープされていない膜（ノンドープ膜）であってもよい。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。
【0131】
また、変形例３および変形例４におけるＳｉ含有ガスとしては、例えば、各種シラン系ガス、好ましくは、上述の態様のステップＡ２で例示した各種水素化ケイ素系ガスを用いることができる。また、変形例３および変形例４におけるドーパントガスとしては、例えば、上述の態様のステップＤで例示した各種ドーパントガスを用いることができる。
【0132】
＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、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、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、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。
【0133】
例えば、上述の態様では、ステップＡからステップＥに至る一連のステップを、同一の処理室２０１内で（ｉｎ－ｓｉｔｕで）行う例について説明した。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ＡからステップＤに至る一連のステップを同一の処理室内で行い、その後、ステップＥを他の処理室内で（ｅｘ－ｓｉｔｕで）行うようにしてもよい。例えば、複数のスタンドアローン型の基板処理装置（第１基板処理装置、第２基板処理装置、第３基板処理装置等）を含む基板処理システムを用いて、各ステップを異なる基板処理装置のそれぞれの異なる処理室内で、すなわち、異なる処理部にて行うようにしてもよい。また、例えば、複数の処理室（第１処理室、第２処理室、第３処理室等）が搬送室の周りに設けられたクラスタ型の基板処理装置を含む基板処理システムを用いて、各ステップを同一の基板処理装置の異なる処理室内で、すなわち、異なる処理部にて行うようにしてもよい。これらの場合においても上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
【0134】
また、例えば、ステップＤを行った後、ステップＥを行う前に、Ｇｅ膜、Ｓｉ膜、またはＳｉＧｅ膜以外の膜（シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等）を形成するステップＦを行うようにしてもよい。この場合、ステップＡからステップＥに至る一連のステップ、すなわち、ステップＦを含む一連のステップを、同一の処理室（第１処理室）内で行うようにしてもよい。また、ステップＡからステップＤに至る一連のステップを同一の処理室（第１処理室）内で行い、ステップＦからステップＥに至る一連のステップを他の処理室（第２処理室）内で行うようにしてもよい。また、ステップＡからステップＤに至る一連のステップを同一の処理室（第１処理室）内で行い、ステップＦを他の処理室（第２処理室）内で行い、ステップＥをさらに他の処理室（第３処理室）内または第１処理室内で行うようにしてもよい。これらの場合においても上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
【0135】
上述の種々の場合において、一連のステップをｉｎ－ｓｉｔｕで行えば、途中、ウエハ２００が大気曝露されることはなく、ウエハ２００を真空下に置いたまま一貫して処理を行うことができ、安定した基板処理を行うことができる。また、一部のステップをｅｘ－ｓｉｔｕで行えば、それぞれの処理室内の温度を例えば各ステップでの処理温度又はそれに近い温度に予め設定しておくことができ、温度調整に要する時間を短縮させることができ、スループット、すなわち、生産性を向上させることが可能となる。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
これらの基板処理装置を用いる場合においても、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。
【0140】
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。
【実施例0141】
＜実施例１＞
図４に示す処理シーケンスと同様の処理シーケンスにより、ウエハの表面上にシード層を形成し、形成されたシード層上にＧｅ膜を形成して、実施例１の評価サンプル１を作製した。評価サンプル１を作製する際の各ステップにおける処理条件は、上述の態様の各ステップにおける処理条件の範囲内の所定の条件とした。なお、評価サンプル１を作製する際、ウエハとして表面にＳｉＯ２膜を有するＳｉウエハを用い、元素Ｘ含有ガスとして上述の態様で例示したクロロシラン系ガスを用い、Ｓｉ含有ガスとして上述の態様で例示した水素化ケイ素系ガスを用い、元素Ｙ含有ガスとして上述の態様で例示したＨ含有ガスを用い、Ｇｅ含有ガスとして上述の態様で例示した水素化ゲルマニウム系ガスを用いた。また、ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、５００～５２０℃の範囲内に設定した。
図４に示す処理シーケンスと同様の処理シーケンスにより、ウエハの表面上にシード層を形成し、形成されたシード層上にＧｅ膜を形成して、実施例１の評価サンプル１を作製した。評価サンプル１を作製する際の各ステップにおける処理条件は、上述の態様の各ステップにおける処理条件の範囲内の所定の条件とした。なお、評価サンプル１を作製する際、ウエハとして表面にＳｉＯ２膜を有するＳｉウエハを用い、元素Ｘ含有ガスとして上述の態様で例示したクロロシラン系ガスを用い、Ｓｉ含有ガスとして上述の態様で例示した水素化ケイ素系ガスを用い、元素Ｙ含有ガスとして上述の態様で例示したＨ含有ガスを用い、Ｇｅ含有ガスとして上述の態様で例示した水素化ゲルマニウム系ガスを用いた。また、ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、５００～５２０℃の範囲内に設定した。
【0142】
＜実施例２＞
ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、４６０～４９０℃の範囲内に設定した以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、実施例２の評価サンプル２を作製した。
ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、４６０～４９０℃の範囲内に設定した以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、実施例２の評価サンプル２を作製した。
【0143】
＜実施例３＞
ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、４００～４４０℃の範囲内に設定した以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、実施例３の評価サンプル３を作製した。
ステップＢにおける第２温度およびステップＣにおける第３温度を、いずれも、４００～４４０℃の範囲内に設定した以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、実施例３の評価サンプル３を作製した。
【0144】
＜比較例１＞
ステップＢおよびステップＣを行わなかった以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、比較例１の評価サンプル４を作製した。
ステップＢおよびステップＣを行わなかった以外は、実施例１の評価サンプル１を作製する方法と同様にして、比較例１の評価サンプル４を作製した。
【0145】
作製した各評価サンプルについて、ウエハの表面部分を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察し、画像（ＴＥＭ画像）を得た。図５（ａ）は、実施例２の評価サンプル２におけるウエハの表面部分を示すＴＥＭ画像であり、図５（ｂ）は、比較例１の評価サンプル４におけるウエハの表面部分を示すＴＥＭ画像である。
【0146】
また、作製した各評価サンプルについて、ステップＤにおける成膜ガス（Ｇｅ含有ガス）の供給時間毎の、シード層上に形成されたＧｅ膜の厚さを測定し、成膜反応が生じるまでの時間、すなわち、インキュベーションタイムの評価を行った。各評価サンプルにおける評価結果を図６に示す。図６のグラフにおいて、横軸は成膜ガス（Ｇｅ含有ガス）の供給時間（秒）を示しており、縦軸はＧｅ膜の厚さ（Å）を示している。
【0147】
【符号の説明】
【0148】
２００ ウエハ（基板）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
