特許7307038半導体装置の製造方法、プログラム、基板処理装置および基板処理方法
(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】
(24)【登録日】2023-07-03
(45)【発行日】2023-07-11
(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法、プログラム、基板処理装置および基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/285 20060101AFI20230704BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20230704BHJP
【ＦＩ】
H01L21/285 C
C23C16/455
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020158209
(22)【出願日】2020-09-23
(65)【公開番号】P2022052053
(43)【公開日】2022-04-04
【審査請求日】2021-09-24
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】110000039
【氏名又は名称】特許業務法人アイ・ピー・ウィン
(72)【発明者】
【氏名】定田 拓也
(72)【発明者】
【氏名】小川 有人
(72)【発明者】
【氏名】水野 謙和
(72)【発明者】
【氏名】早坂 省吾
(72)【発明者】
【氏名】栗林 幸永
【審査官】早川 朋一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－３３２４２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２０８８８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１３３５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０５８６０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１６８６００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１３８９１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１０４７２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３２０５－２１／３２１５
Ｈ０１Ｌ ２１／７６８
Ｈ０１Ｌ ２３／５２
Ｈ０１Ｌ ２３／５２２－２３／５３２
Ｈ０１Ｌ ２１／２８－２１／２８８
Ｈ０１Ｌ ２１／４４－２１／４４５
Ｈ０１Ｌ ２９／４０－２９／５１
Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）基板に対して第１元素含有ガスの供給中にシリコン含有ガスを供給する工程と、（ｂ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｃ）（ａ）、（ｂ）及び前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給する工程を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｄ）（ｃ）の後であって、
（ｅ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｆ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｇ）（ｅ）及び（ｆ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、を行う工程と、
を有し、前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素である基板処理方法。
【請求項2】
（ｃ）は、（ａ）の後に、前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給する工程を有する請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
（ｂ）は、前記第１の還元ガスを複数回供給する間で、パージ工程を行う請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記パージ工程は、不活性ガスの供給と排気とを順に行わせる請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項5】
（ｃ）は、（ｂ）の後に、不活性ガスの供給と排気とを複数回行う工程を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項6】
（ｄ）は、（ｅ）において、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項7】
（ｄ）は、（ｅ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項8】
（ｃ）は、前記第１の層の厚さが５Å以上となるまで繰り返し行う請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
（ｃ）の（ａ）、（ｂ）及び前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給する工程の繰り返し回数は、（ｇ）の（ｅ）及び（ｆ）の繰り返し回数よりも少ない請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項10】
（ａ）基板に対して第１元素含有ガスの供給中にシリコン含有ガスを供給させる手順と、（ｂ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給させる手順と、
（ｃ）（ａ）、（ｂ）及び前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給させる手順を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成させる手順と、
（ｄ）（ｃ）の後であって、
（ｅ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給させる手順と、
（ｆ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給させる手順と、
（ｇ）（ｅ）及び（ｆ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成させる手順と、を行わせる手順と、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であって、
前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素であるプログラム。
【請求項11】
基板を収容する処理室と、前記処理室内に第１元素含有ガス、第１の還元ガス、シリコン含有ガス、第２元素含有ガス及び第２の還元ガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記ガス供給系及び前記排気系を制御して、
前記処理室内において、
（ａ）前記基板に対して第１元素含有ガスの供給中に前記シリコン含有ガスを供給する処理と、
（ｂ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する処理と、
（ｃ）（ａ）、（ｂ）及び前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給する処理を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する処理と、
（ｄ）（ｃ）の後であって、
（ｅ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する処理と、
（ｆ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する処理と、
（ｇ）（ｅ）及び（ｆ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する処理と、を行う処理と、を有し、前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素である処理を行うよう制御することが可能なように構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項12】
（ａ）基板に対して第１元素含有ガスの供給中にシリコン含有ガスを供給する工程と、（ｂ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｃ）（ａ）、（ｂ）及び前記基板に対して前記シリコン含有ガスを供給する工程を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｄ）（ｃ）の後であって、
（ｅ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｆ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｇ）（ｅ）及び（ｆ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、を行う工程と、
を有し、前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素である半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
３次元構造を持つＮＡＮＤ型フラッシュメモリやＤＲＡＭのワードラインとして例えば低抵抗なタングステン（Ｗ）膜が用いられている。また、このＷ膜と絶縁膜との間にバリア膜として例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜が用いられることがある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。ＴｉＮ膜は、Ｗ膜と絶縁膜の密着性を高める役割を有し、このＴｉＮ膜上にＷ膜を成長させる核形成膜が形成されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－６６２６３号公報
【文献】国際公開第２０１９／０５８６０８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、Ｗ膜を形成する溝の埋め込み幅が微細となっており、バリア膜が平坦でないとＷ膜の体積が減少し、Ｗ膜の低抵抗化が難しくなる。
【0005】
本開示は、平坦性を有する膜を形成することが可能な技術を提供することを目的とする。
【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）基板を処理室に搬入する工程と、
（ｂ）前記基板に対して第１元素含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、
を有する技術が提供される。
（ａ）基板を処理室に搬入する工程と、
（ｂ）前記基板に対して第１元素含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、平坦性を有する膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の一実施形態における基板処理装置の縦型処理炉の概略を示す縦断面図である。
【図3】本開示の一実施形態におけ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】本開示の一実施形態における基板処理工程のシード層形成工程を示す図である。
【図5】本開示の一実施形態における基板処理工程のＴｉＮ層形成工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図１～５を参照しながら説明する。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）基板処理装置の構成
基板処理装置１０は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられた処理炉２０２を備える。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
基板処理装置１０は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられた処理炉２０２を備える。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【0011】
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）を構成するアウタチューブ２０３が配設されている。アウタチューブ２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの耐熱性材料で構成され、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。アウタチューブ２０３の下方には、アウタチューブ２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）などの金属で構成され、上端及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の上端部と、アウタチューブ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。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、アウタチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となる。
【0012】
アウタチューブ２０３の内側には、反応容器を構成するインナチューブ２０４が配設されている。インナチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの耐熱性材料で構成され、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。主に、アウタチューブ２０３と、インナチューブ２０４と、マニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部（インナチューブ２０４の内側）には処理室２０１が形成されている。
【0013】
処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で鉛直方向に多段に配列した状態で収容可能に構成されている。
【0014】
処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０，４３０がマニホールド２０９の側壁及びインナチューブ２０４を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０には、ガス供給管３１０，３２０，３３０が、それぞれ接続されている。ただし、本実施形態の処理炉２０２は上述の形態に限定されない。
【0015】
ガス供給管３１０，３２０，３３０には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）３１２，３２２，３３２がそれぞれ設けられている。また、ガス供給管３１０，３２０，３３０には、開閉弁であるバルブ３１４，３２４，３３４がそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０，３２０，３３０のバルブ３１４，３２４，３３４の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５１０，５２０，５３０がそれぞれ接続されている。ガス供給管５１０，５２０，５３０には、上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ５１２，５２２，５３２及び開閉弁であるバルブ５１４，５２４，５３４がそれぞれ設けられている。
【0016】
ガス供給管３１０，３２０，３３０の先端部にはノズル４１０，４２０，４３０がそれぞれ連結接続されている。ノズル４１０，４２０，４３０は、Ｌ字型のノズルとして構成されており、その水平部はマニホールド２０９の側壁及びインナチューブ２０４を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０の垂直部は、インナチューブ２０４の径方向外向きに突出し、かつ鉛直方向に延在するように形成されているチャンネル形状（溝形状）の予備室２０１ａの内部に設けられており、予備室２０１ａ内にてインナチューブ２０４の内壁に沿って上方（ウエハ２００の配列方向上方）に向かって設けられている。
【0017】
ノズル４１０，４２０，４３０は、処理室２０１の下部領域から処理室２０１の上部領域まで延在するように設けられており、ウエハ２００と対向する位置にそれぞれ複数のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａが設けられている。これにより、ノズル４１０，４２０，４３０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａからそれぞれウエハ２００に処理ガスを供給する。このガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａは、インナチューブ２０４の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有し、さらに同一の開口ピッチで設けられている。ただし、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａは上述の形態に限定されない。例えば、インナチューブ２０４の下部から上部に向かって開口面積を徐々に大きくしてもよい。これにより、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａから供給されるガスの流量をより均一化することが可能となる。
【0018】
ノズル４１０，４２０，４３０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａは、後述するボート２１７の下部から上部までの高さの位置に複数設けられている。そのため、ノズル４１０，４２０，４３０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａから処理室２０１内に供給された処理ガスは、ボート２１７の下部から上部までに収容されたウエハ２００の全域に供給される。ノズル４１０，４２０，４３０は、処理室２０１の下部領域から上部領域まで延在するように設けられていればよいが、ボート２１７の天井付近まで延在するように設けられていることが好ましい。
【0019】
ガス供給管３１０からは、処理ガスとして、第１元素を含む原料ガス（第１元素含有ガスとも呼ぶ）が、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給される。
【0020】
ガス供給管３２０からは、処理ガス（第３の還元ガスとも呼ぶ）が、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給される。
【0021】
ガス供給管３３０からは、処理ガスとして、還元ガス（第１の還元ガス、第２の還元ガス）が、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４、ノズル４３０を介して処理室２０１内に供給される。
【0022】
ガス供給管５１０，５２０，５３０からは、不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ2）ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２，５３２、バルブ５１４，５２４，５３４、ノズル４１０，４２０，４３０を介して処理室２０１内に供給される。以下、不活性ガスとしてＮ2ガスを用いる例について説明するが、不活性ガスとしては、Ｎ2ガス以外に、例えば、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てもよい。
【0023】
主に、ガス供給管３１０，３２０，３３０、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２、バルブ３１４，３２４，３３４、ノズル４１０，４２０，４３０により処理ガス供給系が構成されるが、ノズル４１０，４２０，４３０のみを処理ガス供給系と考えてもよい。処理ガス供給系は単にガス供給系と称してもよい。ガス供給管３１０から原料ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４により原料ガス供給系が構成されるが、ノズル４１０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。また、ガス供給管３２０からＳｉ含有ガスを流す場合、主に、ガス供給管３２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４によりＳｉ含有ガス供給系が構成されるが、ノズル４２０をＳｉ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。また、ガス供給管３３０から還元ガスを流す場合、主に、ガス供給管３３０、ＭＦＣ３３２、バルブ３３４により還元ガス供給系が構成されるが、ノズル４３０を還元ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管３３０から還元ガスとしてＮ含有ガスを供給する場合、還元ガス供給系をＮ含有ガス供給系と称することもできる。また、主に、ガス供給管５１０，５２０，５３０、ＭＦＣ５１２，５２２，５３２、バルブ５１４，５２４，５３４により不活性ガス供給系が構成される。
【0024】
本実施形態におけるガス供給の方法は、インナチューブ２０４の内壁と、複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円環状の縦長の空間内の予備室２０１ａ内に配置したノズル４１０，４２０，４３０を経由してガスを搬送している。そして、ノズル４１０，４２０，４３０のウエハと対向する位置に設けられた複数のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａからインナチューブ２０４内にガスを噴出させている。より詳細には、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａ、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａ、ノズル４３０のガス供給孔４３０ａにより、ウエハ２００の表面と平行方向に向かって処理ガス等を噴出させている。
【0025】
排気孔（排気口）２０４ａは、インナチューブ２０４の側壁であってノズル４１０，４２０，４３０に対向した位置に形成された貫通孔であり、例えば、鉛直方向に細長く開設されたスリット状の貫通孔である。ノズル４１０，４２０，４３０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａから処理室２０１内に供給され、ウエハ２００の表面上を流れたガスは、排気孔２０４ａを介してインナチューブ２０４とアウタチューブ２０３との間に形成された隙間からなる排気路２０６内に流れる。そして、排気路２０６内へと流れたガスは、排気管２３１内に流れ、処理炉２０２外へと排出される。
【0026】
排気孔２０４ａは、複数のウエハ２００と対向する位置に設けられており、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向に向かって流れた後、排気孔２０４ａを介して排気路２０６内へと流れる。排気孔２０４ａはスリット状の貫通孔として構成される場合に限らず、複数個の孔により構成されていてもよい。
【0027】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、上流側から順に、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，ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３，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２４３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内の真空排気及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。主に、排気孔２０４ａ，排気路２０６，排気管２３１，ＡＰＣバルブ２４３及び圧力センサ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。
【0028】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に鉛直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属で構成され、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における処理室２０１の反対側には、ウエハ２００を収容するボート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、アウタチューブ２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって鉛直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入及び搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７及びボート２１７に収容されたウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送系）として構成されている。
【0029】
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鉛直方向に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等の耐熱性材料で構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される断熱板２１８が水平姿勢で多段（図示せず）に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。ただし、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
【0030】
図２に示すように、インナチューブ２０４内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、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への通電量を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０，４３０と同様にＬ字型に構成されており、インナチューブ２０４の内壁に沿って設けられている。
【0031】
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。
【0032】
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、後述する半導体装置の製造方法の手順や条件などが記載されたプロセスレシピなどが、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する半導体装置の製造方法における各工程（各ステップ）をコントローラ１２１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、このプロセスレシピ、制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ及び制御プログラムの組み合わせを含む場合がある。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。
【0033】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３、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。
【0034】
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からレシピ等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、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作及びＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動及び停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転及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、ボート２１７へのウエハ２００の収容動作等を制御するように構成されている。
【0035】
コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３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は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。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。
【0036】
（２）基板処理工程
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ２００上に、ＴｉＮ膜を形成する工程の一例について、図４及び図５を用いて説明する。ＴｉＮ膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。以下の説明において、基板処理装置１０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。
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ２００上に、ＴｉＮ膜を形成する工程の一例について、図４及び図５を用いて説明する。ＴｉＮ膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。以下の説明において、基板処理装置１０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。
【0037】
本実施形態による基板処理工程（半導体装置の製造工程）では、
（ａ）ウエハ２００を処理室２０１に搬入する工程と、
（ｂ）ウエハ２００に対して第１元素含有ガスとして金属含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）ウエハ２００に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、ウエハ２００に対してシード層である第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）ウエハ２００に対して第２元素含有ガスとして金属含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）ウエハ２００に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、有する。
（ａ）ウエハ２００を処理室２０１に搬入する工程と、
（ｂ）ウエハ２００に対して第１元素含有ガスとして金属含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）ウエハ２００に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、ウエハ２００に対してシード層である第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）ウエハ２００に対して第２元素含有ガスとして金属含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）ウエハ２００に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、有する。
【0038】
（ｄ）は、（ｂ）において、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。
【0039】
また、（ｄ）は、（ｂ）の後に、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。
【0040】
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体」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や膜等の表面」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。
【0041】
（ウエハ搬入）
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、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。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の下端開口を閉塞した状態となる。
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、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。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の下端開口を閉塞した状態となる。
【0042】
（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２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完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内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。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に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
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２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完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内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。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に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
【0043】
［第１の層（シード層）形成工程］
（第１元素含有ガス供給、第１ステップ）
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内に第１元素含有ガスを流す。第１元素含有ガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１元素含有ガスが供給される。このとき同時にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ノズル４２０，４３０内への第１元素含有ガスの侵入を防止するために、バルブ５２４，５３４を開き、ガス供給管５２０，５３０内に不活性ガスを流してもよい。
（第１元素含有ガス供給、第１ステップ）
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内に第１元素含有ガスを流す。第１元素含有ガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対して第１元素含有ガスが供給される。このとき同時にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ノズル４２０，４３０内への第１元素含有ガスの侵入を防止するために、バルブ５２４，５３４を開き、ガス供給管５２０，５３０内に不活性ガスを流してもよい。
【0044】
このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ３１２で制御する第１元素含有ガスの供給流量は、例えば０．１～２．０ｓｌｍの範囲内の流量とする。以下において、ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば３００～５５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定して行う。なお、本開示における「１～３９９０Ｐａ」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、「１～３９９０Ｐａ」とは「１Ｐａ以上３９９０Ｐａ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
【0045】
このとき、ウエハ２００に対して第１元素含有ガスが単独で供給されることとなる。ここで、第１元素含有ガスとしては、第１元素として例えばチタン（Ｔｉ）を含み、ハロゲンを含むハロゲン系原料（ハロゲン化物、ハロゲン系チタン原料）としての四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が用いられる。第１元素含有ガスの供給により、ウエハ２００（表面の下地膜）上に第１元素含有層が形成される。ここで、第１元素含有ガスがＴｉＣｌ4ガスの場合、Ｔｉ含有層は、Ｔｉ元素を含む層である。また、Ｃｌを含むＴｉ層であってもよいし、ＴｉＣｌ4の吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。
【0046】
（第１元素含有ガスと第３の還元ガスの同時供給、第２ステップ）
第１元素含有ガスの供給開始から所定時間経過後であって例えば０．０１～５秒後に、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に第３の還元ガスを流す。第３の還元ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＮ2ガス等の不活性ガスを流してもよい。このとき、ノズル４３０内への第１元素含有ガスと第３の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５３４を開き、ガス供給管５３０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ウエハ２００に対して第１元素含有ガスと第３の還元ガスとが同時に供給されることとなる。すなわち少なくとも第１元素含有ガスと第３の還元ガスとは同時に供給されるタイミングを有する。言い換えれば第１元素含有ガス供給中に、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。このとき、２サイクル目以降の第１元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第１元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。なお、第３の還元ガスとしては、例えば、シリコン（Ｓｉ）含有ガスが用いられる。Ｓｉ含有ガスとしては、例えばシラン系ガス又はクロロシラン系ガスを用いることができる。シラン系ガスとしては、シラン（ＳｉＨ4）系のガスを用いることができる。また、クロロシラン系ガスとしては、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6）系のガスを用いることができる。ここでシラン系のガスやクロロシラン系のガスとは、上記ガスのＳｉ、Ｈ、Ｃｌの数が異なるガスである。シラン系ガスとしては、例えば、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）ガス、トリシラン（Ｓｉ3Ｈ8）ガス、テトラシラン（Ｓｉ4Ｈ10）ガス等を用いることができる。クロロシラン系のガスとしては、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）ガス等を用いることができる。
第１元素含有ガスの供給開始から所定時間経過後であって例えば０．０１～５秒後に、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に第３の還元ガスを流す。第３の還元ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＮ2ガス等の不活性ガスを流してもよい。このとき、ノズル４３０内への第１元素含有ガスと第３の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５３４を開き、ガス供給管５３０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ウエハ２００に対して第１元素含有ガスと第３の還元ガスとが同時に供給されることとなる。すなわち少なくとも第１元素含有ガスと第３の還元ガスとは同時に供給されるタイミングを有する。言い換えれば第１元素含有ガス供給中に、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。このとき、２サイクル目以降の第１元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第１元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。なお、第３の還元ガスとしては、例えば、シリコン（Ｓｉ）含有ガスが用いられる。Ｓｉ含有ガスとしては、例えばシラン系ガス又はクロロシラン系ガスを用いることができる。シラン系ガスとしては、シラン（ＳｉＨ4）系のガスを用いることができる。また、クロロシラン系ガスとしては、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6）系のガスを用いることができる。ここでシラン系のガスやクロロシラン系のガスとは、上記ガスのＳｉ、Ｈ、Ｃｌの数が異なるガスである。シラン系ガスとしては、例えば、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）ガス、トリシラン（Ｓｉ3Ｈ8）ガス、テトラシラン（Ｓｉ4Ｈ10）ガス等を用いることができる。クロロシラン系のガスとしては、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）ガス等を用いることができる。
【0047】
このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１３０～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ３２２で制御する第３の還元ガスの供給流量は、例えば０．１～５ｓｌｍの範囲内の流量とする。
【0048】
（第３の還元ガス供給、第３ステップ）
第１元素含有ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～１０秒後に、ガス供給管３１０のバルブ３１４を閉じて、第１元素含有ガスの供給を停止する。このとき、ノズル４１０，４３０内への第３の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５３４を開いて、ガス供給管５１０，５３０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ウエハ２００に対して第３の還元ガスが単独で供給されることとなる。このとき、さらに２サイクル目以降の第１元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第１元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。
第１元素含有ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～１０秒後に、ガス供給管３１０のバルブ３１４を閉じて、第１元素含有ガスの供給を停止する。このとき、ノズル４１０，４３０内への第３の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５３４を開いて、ガス供給管５１０，５３０内に不活性ガスを流してもよい。このとき、ウエハ２００に対して第３の還元ガスが単独で供給されることとなる。このとき、さらに２サイクル目以降の第１元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第１元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。
【0049】
（パージ、第４ステップ）
次に、パージ工程（第４ステップ）として、不活性ガス供給（第４－１ステップ）と、排気（第４－２ステップ）と、不活性ガス供給（第４－３ステップ）と、をこの順に行う。
次に、パージ工程（第４ステップ）として、不活性ガス供給（第４－１ステップ）と、排気（第４－２ステップ）と、不活性ガス供給（第４－３ステップ）と、をこの順に行う。
【0050】
＜不活性ガス供給、第４－１ステップ＞
第３の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～６０秒後にバルブ３２４を閉じて、第３の還元ガスの供給を停止する。このときバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室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第１元素含有層形成に寄与した後の第１元素含有ガスと第３の還元ガスを処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、第１元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用い、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いる場合、成長阻害要因であるＨＣｌがＳｉＨ4と反応し、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）とＨ2として処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～１０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．１～１０秒とする。
第３の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～６０秒後にバルブ３２４を閉じて、第３の還元ガスの供給を停止する。このときバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室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第１元素含有層形成に寄与した後の第１元素含有ガスと第３の還元ガスを処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、第１元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用い、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いる場合、成長阻害要因であるＨＣｌがＳｉＨ4と反応し、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）とＨ2として処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～１０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．１～１０秒とする。
【0051】
＜排気、第４－２ステップ＞
第４－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンのままにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１元素含有層形成に寄与した後の第１元素含有ガスと第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果が高まる。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば２秒とする。
第４－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンのままにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１元素含有層形成に寄与した後の第１元素含有ガスと第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果が高まる。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば２秒とする。
【0052】
＜不活性ガス供給、第４－３ステップ＞
第４－２ステップにおける排気を開始してから所定時間経過後であって例えば２秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンのままにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内を不活性ガス雰囲気に置換する。このとき不活性ガスはパージガスとして作用する。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば３．６ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば２秒とする。
第４－２ステップにおける排気を開始してから所定時間経過後であって例えば２秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約５０％からフルオープンのままにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内を不活性ガス雰囲気に置換する。このとき不活性ガスはパージガスとして作用する。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば３．６ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば２秒とする。
【0053】
（第１の還元ガス供給、第５ステップ）
次に、第１の還元ガス供給工程（第５ステップ）として、第１の還元ガス供給（第５－１ステップ）と、パージ（第５－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。すなわち、第５ステップでは、ウエハ２００に対して第１の還元ガスを複数回供給する。
次に、第１の還元ガス供給工程（第５ステップ）として、第１の還元ガス供給（第５－１ステップ）と、パージ（第５－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。すなわち、第５ステップでは、ウエハ２００に対して第１の還元ガスを複数回供給する。
【0054】
＜第１の還元ガス供給、第５－１ステップ＞
第４－３ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を停止する。このときバルブ３３４を開き、ガス供給管３３０内に、第１の還元ガスを流す。第１の還元ガスは、ＭＦＣ３３２により流量調整され、ノズル４３０のガス供給孔４３０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、第１の還元ガスが供給される。なお、このとき同時にバルブ５３４を開き、ガス供給管５３０内に不活性ガスを流してもよい。また、ノズル４１０，４２０内への第１の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５２４を開き、ガス供給管５１０，５２０内に不活性ガスを流してもよい。
第４－３ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの処理室２０１内への供給を停止する。このときバルブ３３４を開き、ガス供給管３３０内に、第１の還元ガスを流す。第１の還元ガスは、ＭＦＣ３３２により流量調整され、ノズル４３０のガス供給孔４３０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、第１の還元ガスが供給される。なお、このとき同時にバルブ５３４を開き、ガス供給管５３０内に不活性ガスを流してもよい。また、ノズル４１０，４２０内への第１の還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５２４を開き、ガス供給管５１０，５２０内に不活性ガスを流してもよい。
【0055】
このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ３３２で制御する第１の還元ガスの供給流量は、例えば０．１～３０ｓｌｍの範囲内の流量とする。第１の還元ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．０１～３０秒の範囲内の時間とする。
【0056】
このとき、ウエハに対して第１の還元ガスが単独で供給されることとなる。ここで、第１の還元ガスとしては、例えば窒素（Ｎ）を含み、水素（Ｈ）を含むガスであるアンモニア（ＮＨ3）ガス、ジアゼン（Ｎ2Ｈ2）ガス、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）ガス、トリアゼン（Ｎ3Ｈ3）ガスを用いることができる。第１の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いる場合、ＮＨ3ガスは、ウエハ２００上に形成されたＴｉ含有層の少なくとも一部と置換反応する。置換反応の際には、Ｔｉ含有層に含まれるＴｉとＮＨ3ガスに含まれるＮとが結合して、ウエハ２００上にＴｉＮ層が形成される。
【0057】
＜パージ、第５－２ステップ＞
第１の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～６０秒後にバルブ３３４を閉じて、第１の還元ガスの供給を停止する。そして、パージ工程（第５－２ステップ）として、不活性ガス供給と、排気と、を順に行う。
第１の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．０１～６０秒後にバルブ３３４を閉じて、第１の還元ガスの供給を停止する。そして、パージ工程（第５－２ステップ）として、不活性ガス供給と、排気と、を順に行う。
【0058】
すなわち、バルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する不活性ガス供給と、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、処理室２０１内への不活性ガスの供給を停止して、処理室２０１内を排気する排気と、を順に行う。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室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第１元素含有層の形成に寄与した後の第１の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。不活性ガス供給と排気とを連続して行って、処理室２０１内の圧力を下げることで、第１の還元ガスが、ウエハ２００上に吸着している未反応の第１元素含有ガスの分子と接触する確率を向上させることができる。
【0059】
＜所定回数実施＞
上記した第５－１ステップと第５－２ステップを順に行うサイクルを所定回数であって例えば４回行うことにより、ウエハ２００上に、第１元素含有層を形成する。すなわち、第１の還元ガスを複数回供給する間で、パージ工程を行う。なお、本ステップにおける４回目の第５－２ステップは、後述する１回目の第６ステップと重複するため、行わない。
上記した第５－１ステップと第５－２ステップを順に行うサイクルを所定回数であって例えば４回行うことにより、ウエハ２００上に、第１元素含有層を形成する。すなわち、第１の還元ガスを複数回供給する間で、パージ工程を行う。なお、本ステップにおける４回目の第５－２ステップは、後述する１回目の第６ステップと重複するため、行わない。
【0060】
（パージ、第６ステップ）
次に、パージ工程（第６ステップ）として、不活性ガス供給（第６－１ステップ）と、排気（第６－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。
次に、パージ工程（第６ステップ）として、不活性ガス供給（第６－１ステップ）と、排気（第６－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。
【0061】
＜不活性ガス供給、第６－１ステップ＞
すなわち、バルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室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第１元素含有層の形成に寄与した後の第１の還元ガスを処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、第１の還元ガスとして、ＮＨ3ガスを用いている場合、成長阻害要因であるＨＣｌがＮＨ3と反応し、ＮＨ4Ｃｌとして処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば０．１～５０ｓｌｍとする。このときの不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば１～１０秒とする。
すなわち、バルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室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第１元素含有層の形成に寄与した後の第１の還元ガスを処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、第１の還元ガスとして、ＮＨ3ガスを用いている場合、成長阻害要因であるＨＣｌがＮＨ3と反応し、ＮＨ4Ｃｌとして処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば０．１～５０ｓｌｍとする。このときの不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば１～１０秒とする。
【0062】
＜排気、第６－２ステップ＞
第６－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって５秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば１～１０秒とする。
第６－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって５秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば１～１０秒とする。
【0063】
＜所定回数実施＞
上記した第６－１ステップと第６－２ステップを順に行うサイクルを所定回数であって例えば４回行う。これにより、本工程における２回目以降の第１ステップにおける第１元素含有ガスを供給する前に、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１元素含有層の形成に寄与した後の第１の還元ガスの濃度を低減させ、第１元素含有ガス供給時に生成される副生成物の発生量を低減することができる。すなわち、処理室２０１内の環境をリセットすることができる。
上記した第６－１ステップと第６－２ステップを順に行うサイクルを所定回数であって例えば４回行う。これにより、本工程における２回目以降の第１ステップにおける第１元素含有ガスを供給する前に、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１元素含有層の形成に寄与した後の第１の還元ガスの濃度を低減させ、第１元素含有ガス供給時に生成される副生成物の発生量を低減することができる。すなわち、処理室２０１内の環境をリセットすることができる。
【0064】
（第３の還元ガス供給、第７ステップ）
次に、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に第３の還元ガスを流す。第３の還元ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内に不活性ガスを流す。
次に、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に第３の還元ガスを流す。第３の還元ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内に不活性ガスを流す。
【0065】
このときＡＰＣバルブ２４３を約フルオープンにする。ＭＦＣ３２２で制御する第３の還元ガスの供給流量は、例えば０．１～５ｓｌｍとする。このとき同時にＭＦＣ５２２で制御する不活性ガスの供給流量は、例えば０．１～５ｓｌｍとする。第３の還元ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．１～２０秒とする。
【0066】
このとき、ウエハ２００に対して第３の還元ガスと不活性ガスが供給されこととなる。これにより、ウエハ２００上の第１元素含有層が、第３の還元ガスが含む第３元素の含有層であり結晶粒（粒子径）が小さく高密度の第１の層に改質され、ウエハ２００上に第１の層が形成される。ここで、第１元素含有層がＴｉＮ層であり、第３の還元ガスがＳｉＨ4ガスの場合、ウエハ２００の表面（ウエハ２００上に形成されたＴｉＮ層の表面）に第１の層として、ＴｉＳｉＮ層が形成される。
【0067】
（パージ、第８ステップ）
次に、パージ工程（第８ステップ）として、不活性ガス供給（第８－１ステップ）と、排気（第８－２ステップ）と、不活性ガス供給（第８－３ステップ）と、をこの順に行う。
次に、パージ工程（第８ステップ）として、不活性ガス供給（第８－１ステップ）と、排気（第８－２ステップ）と、不活性ガス供給（第８－３ステップ）と、をこの順に行う。
【0068】
＜不活性ガス供給、第８－１ステップ＞
第３の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～２０秒後にバルブ３２４を閉じて、第３の還元ガスの供給を停止する。このときバルブ５１４，５２４，５３４を開いたままにして、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約フルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室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第１の層形成に寄与した後の第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、成長阻害要因である副生成物が第３の還元ガスと反応し、処理室２０１内から排出される。ここで、第３の還元ガスが、ＳｉＨ4ガスの場合、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）とＨ2として処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～５０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．１～１０秒とする。
第３の還元ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～２０秒後にバルブ３２４を閉じて、第３の還元ガスの供給を停止する。このときバルブ５１４，５２４，５３４を開いたままにして、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約フルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室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第１の層形成に寄与した後の第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、成長阻害要因である副生成物が第３の還元ガスと反応し、処理室２０１内から排出される。ここで、第３の還元ガスが、ＳｉＨ4ガスの場合、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）とＨ2として処理室２０１内から排出される。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～５０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば０．１～１０秒とする。
【0069】
＜排気、第８－２ステップ＞
第８－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度はフルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば０．１～１０秒とする。これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層の形成に寄与した後の第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果が高まる。
第８－１ステップにおける不活性ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば０．１～１０秒後に、バルブ５１４，５２４，５３４を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度はフルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気する。不活性ガスの供給を停止して排気する時間は、例えば０．１～１０秒とする。これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層の形成に寄与した後の第３の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果が高まる。
【0070】
＜不活性ガス供給、第８－３ステップ＞
第８－２ステップにおける排気を開始してから所定時間経過後であって例えば５秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約フルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内を不活性ガス雰囲気に置換する。このとき不活性ガスはパージガスとして作用する。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～５０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハに対して供給する時間は、例えば５秒とする。これにより、反応副生成物が処理室２０１内から除去されて、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される。また、次サイクルの第１元素含有ガスの吸着を促進させることができる。
第８－２ステップにおける排気を開始してから所定時間経過後であって例えば５秒後にバルブ５１４，５２４，５３４を開いて、不活性ガスを処理室２０１内へ供給する。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３の開度は約フルオープンにして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内を不活性ガス雰囲気に置換する。このとき不活性ガスはパージガスとして作用する。ＭＦＣ５１２，５２２，５３２で制御する不活性ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～５０ｓｌｍとする。不活性ガスをウエハに対して供給する時間は、例えば５秒とする。これにより、反応副生成物が処理室２０１内から除去されて、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換される。また、次サイクルの第１元素含有ガスの吸着を促進させることができる。
【0071】
（所定回数実施）
上記した第１ステップ～第８ステップを順に行うサイクルを所定回数（ｎ回）、１回以上行う（繰り返し行う）ことにより、ウエハ２００上に、所定厚さであって例えば約５Å以上の厚さの、シード層である第１の層を形成する。本工程（第１ステップ～第８ステップ）は、１回以上行えば効果があるが、好ましくは、第１の層の厚さが約５Å以上となるまで行う。更に好ましくは、約１０Å以上となるまで行う。なお、第１の層として、第１元素と第３元素とを含む場合を例示したが、第３元素は含まれない第１元素を含む層であってもよい。ここで、第１元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用いて、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いて、第１の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いる場合、第１の層としてＴｉＳｉＮ層が形成される。
上記した第１ステップ～第８ステップを順に行うサイクルを所定回数（ｎ回）、１回以上行う（繰り返し行う）ことにより、ウエハ２００上に、所定厚さであって例えば約５Å以上の厚さの、シード層である第１の層を形成する。本工程（第１ステップ～第８ステップ）は、１回以上行えば効果があるが、好ましくは、第１の層の厚さが約５Å以上となるまで行う。更に好ましくは、約１０Å以上となるまで行う。なお、第１の層として、第１元素と第３元素とを含む場合を例示したが、第３元素は含まれない第１元素を含む層であってもよい。ここで、第１元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用いて、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いて、第１の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いる場合、第１の層としてＴｉＳｉＮ層が形成される。
【0072】
［第２の層形成工程］
上述したシード層形成工程によりシード層として第１の層を形成した後、以下の第９ステップ～第１４ステップを繰り返し行う。なお、本工程における第９ステップから第１４ステップは、上述したシード層形成工程における第１ステップ～第６ステップとそれぞれ同様の処理手順であり、簡略化して説明する。
上述したシード層形成工程によりシード層として第１の層を形成した後、以下の第９ステップ～第１４ステップを繰り返し行う。なお、本工程における第９ステップから第１４ステップは、上述したシード層形成工程における第１ステップ～第６ステップとそれぞれ同様の処理手順であり、簡略化して説明する。
【0073】
（第２元素含有ガス供給、第９ステップ）
上述したシード層形成工程の第１ステップにおける第１元素含有ガス供給と同様の処理手順により、第２元素を含む第２元素含有ガスを処理室２０１内に供給する。このとき、処理室２０１内には第２元素含有ガスが単独で供給されることとなる。ここで、第２元素含有ガスとしては、第２元素として例えばチタン（Ｔｉ）を含み、ハロゲンを含むハロゲン系原料（ハロゲン化物、ハロゲン系チタン原料）としての四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が用いられる。ＴｉＣｌ4ガスの供給により、第１の層の形成されたウエハ２００上に第２元素含有層が形成される。
上述したシード層形成工程の第１ステップにおける第１元素含有ガス供給と同様の処理手順により、第２元素を含む第２元素含有ガスを処理室２０１内に供給する。このとき、処理室２０１内には第２元素含有ガスが単独で供給されることとなる。ここで、第２元素含有ガスとしては、第２元素として例えばチタン（Ｔｉ）を含み、ハロゲンを含むハロゲン系原料（ハロゲン化物、ハロゲン系チタン原料）としての四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が用いられる。ＴｉＣｌ4ガスの供給により、第１の層の形成されたウエハ２００上に第２元素含有層が形成される。
【0074】
（第２元素含有ガスと第３の還元ガスの同時供給、第１０ステップ）
上述したシード層形成工程の第２ステップにおける第１元素含有ガスと第３の還元ガスの同時供給と同様の処理手順により、第３の還元ガスを処理室２０１内に供給する。このとき、ウエハ２００に対して第２元素含有ガスと第３の還元ガスが同時に供給されることとなる。すなわち少なくとも第２元素含有ガスと第３の還元ガスとは同時に供給されるタイミングを有する。言い換えれば、第２元素含有ガス供給中に、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。このとき、本工程における２サイクル目以降の第２元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第２元素等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となり、被覆率向上に寄与されることとなる。
上述したシード層形成工程の第２ステップにおける第１元素含有ガスと第３の還元ガスの同時供給と同様の処理手順により、第３の還元ガスを処理室２０１内に供給する。このとき、ウエハ２００に対して第２元素含有ガスと第３の還元ガスが同時に供給されることとなる。すなわち少なくとも第２元素含有ガスと第３の還元ガスとは同時に供給されるタイミングを有する。言い換えれば、第２元素含有ガス供給中に、ウエハ２００に対して第３の還元ガスを供給する工程を有する。このとき、本工程における２サイクル目以降の第２元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第２元素等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となり、被覆率向上に寄与されることとなる。
【0075】
このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１３０～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力が１３０Ｐａより低いと、第３の還元としてＳｉＨ4ガスを用いて、第２元素含有ガスとしてＴｉＣｌ4ガスを用いた場合、ＳｉＨ4ガスに含まれるＳｉが第２元素含有層としてのＴｉ含有層に進入し、成膜されるＴｉＮ膜に含まれる膜中のＳｉ含有率が高くなってＴｉＳｉＮ膜となってしまう可能性がある。処理室２０１内の圧力が３９９０Ｐａより高い場合も同様に、ＳｉＨ4ガスに含まれるＳｉがＴｉ含有層に進入し、成膜されるＴｉＮ膜に含まれる膜中のＳｉ含有率が高くなってＴｉＳｉＮ膜となってしまう可能性がある。このように、処理室２０１内の圧力は低すぎても高すぎても、成膜される膜の元素組成が変化してしまう。
【0076】
（第３の還元ガス供給、第１１ステップ）
上述したシード層形成工程の第３ステップにおける第３の還元ガス供給と同様の処理手順により第２元素含有ガスの供給を停止し、処理室２０１内に第３の還元ガスを単独で供給する。このとき、本工程における２サイクル目以降の第２元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第２元素等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となり、被覆率向上に寄与されることとなる。
上述したシード層形成工程の第３ステップにおける第３の還元ガス供給と同様の処理手順により第２元素含有ガスの供給を停止し、処理室２０１内に第３の還元ガスを単独で供給する。このとき、本工程における２サイクル目以降の第２元素含有ガス供給中に発生する反応副生成物が除去されて、第２元素等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となり、被覆率向上に寄与されることとなる。
【0077】
（パージ、第１２ステップ）
上述したシード層形成工程の第４ステップにおけるパージ工程の不活性ガス供給（第４－１ステップ）と、排気（第４－２ステップ）と、不活性ガス供給（第４－３ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、不活性ガス供給（第１２－１ステップ）と、排気（第１２－２ステップ）と、不活性ガス供給（第１２－３ステップ）と、をこの順に行う。
上述したシード層形成工程の第４ステップにおけるパージ工程の不活性ガス供給（第４－１ステップ）と、排気（第４－２ステップ）と、不活性ガス供給（第４－３ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、不活性ガス供給（第１２－１ステップ）と、排気（第１２－２ステップ）と、不活性ガス供給（第１２－３ステップ）と、をこの順に行う。
【0078】
不活性ガスはパージガスとして作用し、処理室内に残留する未反応もしくは第２元素含有層形成に寄与した後の第２元素含有ガスと第３の還元ガスが処理室２０１内から排出される。また、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いる場合、成長阻害要因である反応副生成物（ＨＣｌ）がＳｉＨ4と反応し、ＳｉＣｌ4とＨ2として処理室２０１内から排出される。
【0079】
（第２の還元ガス供給、第１３ステップ）
次に、上述したシード層形成工程の第５ステップにおける第１の還元ガス供給工程の第１の還元ガス供給（第５－１ステップ）と、パージ（第５－２ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、第２の還元ガス供給（第１３－１ステップ）と、パージ（第１３－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。すなわち、パージ（第１３－２ステップ）は、上述した第５－２ステップと同様に、不活性ガス供給と、排気と、を順に行う。第２の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いた場合、ウエハ２００に対して、ＮＨ3ガスを供給することにより、第１の層上に形成されたＴｉ含有層に含まれるＴｉとＮＨ3ガスに含まれるＮとが結合し、第２の層としてのＴｉＮ層が形成される。ＮＨ3ガスは、窒素含有ガスとも称する。そして、第１３－１ステップと第１３－２ステップとを順に行うサイクルを所定回数行うことにより、第１の層上に、所定の厚さの第２の層を形成する。なお、本ステップにおける４回目の第１３－２ステップは、後述する第１４ステップと重複するため、行わない。
次に、上述したシード層形成工程の第５ステップにおける第１の還元ガス供給工程の第１の還元ガス供給（第５－１ステップ）と、パージ（第５－２ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、第２の還元ガス供給（第１３－１ステップ）と、パージ（第１３－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。すなわち、パージ（第１３－２ステップ）は、上述した第５－２ステップと同様に、不活性ガス供給と、排気と、を順に行う。第２の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いた場合、ウエハ２００に対して、ＮＨ3ガスを供給することにより、第１の層上に形成されたＴｉ含有層に含まれるＴｉとＮＨ3ガスに含まれるＮとが結合し、第２の層としてのＴｉＮ層が形成される。ＮＨ3ガスは、窒素含有ガスとも称する。そして、第１３－１ステップと第１３－２ステップとを順に行うサイクルを所定回数行うことにより、第１の層上に、所定の厚さの第２の層を形成する。なお、本ステップにおける４回目の第１３－２ステップは、後述する第１４ステップと重複するため、行わない。
【0080】
（パージ、第１４ステップ）
次に、上述したシード層形成工程の第６ステップにおけるパージ工程の不活性ガス供給（第６－１ステップ）と、排気（第６－２ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、不活性ガス供給（第１４－１ステップ）と、排気（第１４－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。
次に、上述したシード層形成工程の第６ステップにおけるパージ工程の不活性ガス供給（第６－１ステップ）と、排気（第６－２ステップ）と、それぞれ同様の処理手順により、不活性ガス供給（第１４－１ステップ）と、排気（第１４－２ステップ）と、を順に行うサイクルを所定回数（例えば４回）行う。
【0081】
すなわち、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後の第２の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。不活性ガスはパージガスとして作用する。
【0082】
（所定回数実施）
上記した第９ステップ～第１４ステップを順に行うサイクルを所定回数（ｍ回）、１回以上実行することにより、第１の層上に、所定の厚さの第２の層を形成する。なお、ｍはｎよりも大きく設定される。即ち、ｎはｍよりも小さい。すなわち、第１の層形成工程における第１ステップ～第８ステップを順に行うサイクルの回数は、第２の層形成工程における第９ステップ～第１４ステップを順に行うサイクルの回数よりも少ない。ここで、第２元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用いて、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いて、第２の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いる場合、第１の層としてのＴｉＳｉＮ層の上に、所定厚さの第２の層としてのＴｉＮ層を形成してＴｉＮ膜が形成される。
上記した第９ステップ～第１４ステップを順に行うサイクルを所定回数（ｍ回）、１回以上実行することにより、第１の層上に、所定の厚さの第２の層を形成する。なお、ｍはｎよりも大きく設定される。即ち、ｎはｍよりも小さい。すなわち、第１の層形成工程における第１ステップ～第８ステップを順に行うサイクルの回数は、第２の層形成工程における第９ステップ～第１４ステップを順に行うサイクルの回数よりも少ない。ここで、第２元素含有ガスとして、ＴｉＣｌ4ガスを用いて、第３の還元ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いて、第２の還元ガスとしてＮＨ3ガスを用いる場合、第１の層としてのＴｉＳｉＮ層の上に、所定厚さの第２の層としてのＴｉＮ層を形成してＴｉＮ膜が形成される。
【0083】
（アフターパージおよび大気圧復帰）
ガス供給管５１０～５３０のそれぞれから不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。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内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２０１内から除去される（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）。
ガス供給管５１０～５３０のそれぞれから不活性ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。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内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２０１内から除去される（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）。
【0084】
（ウエハ搬出）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済ウエハ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（ボートアンロード）される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済ウエハ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（ボートアンロード）される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
【0085】
図６（Ａ）は、上述した基板処理工程を用いてウエハ２００上に形成されたＴｉＮ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用いて投影したＴＥＭ画像を示す図である。図６（Ｂ）は、ウエハ２００上にシード層を形成しないで形成されたＴｉＮ膜表面のＴＥＭ画像を示す図である。
【0086】
シード層（ＴｉＳｉＮ層）を形成しないＴｉＮ膜は、図６（Ｂ）に示すように、ウエハ２００上へのＴｉＣｌ4の吸着が不十分となり、被覆率が悪くなる。これに対して、本実施形態における基板処理工程では、シード層形成工程によりシード層を形成した後、ＴｉＮ層形成工程によりシード層上にＴｉＮ層を形成してＴｉＮ膜を形成する。本実施形態では、結晶粒が小さく高密度のＴｉＳｉＮ層が形成され、そのＴｉＳｉＮ層上にＴｉＮ層を形成してＴｉＮ膜を形成することにより、図６（Ａ）に示すように、高密度で平坦化されたＴｉＮ膜を形成することができ、ウエハ２００上にＴｉＣｌ4を十分に吸着させて被覆率を向上させることができる。すなわち、ＴｉＮ膜の表面に形成されるＷ膜を低抵抗化することが可能となる。
【0087】
（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つまたは複数の効果を得ることができる。
（ａ）高密度で平坦性を有する膜を形成することができる。
（ｂ）被覆率を向上させることができ、例えば高密度で平坦性を有するＴｉＮ膜上に形成されるＷ膜の抵抗率を下げることができる。
（ｃ）成長阻害要因となる反応副生成物を除去して、Ｔｉ等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を得ることができる。
（ａ）高密度で平坦性を有する膜を形成することができる。
（ｂ）被覆率を向上させることができ、例えば高密度で平坦性を有するＴｉＮ膜上に形成されるＷ膜の抵抗率を下げることができる。
（ｃ）成長阻害要因となる反応副生成物を除去して、Ｔｉ等の元素の吸着サイトを増加させることが可能となる。
【0088】
なお、上記実施形態では、ウエハ２００上にＴｉＮ膜を形成する場合に、シード層（第１の層）としてＴｉＳｉＮ層を形成する場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、窒化ホウ素（ＢＮ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）膜等を形成する場合に、それぞれシード層として窒化珪化ホウ素（ＢＳｉＮ）層、窒化珪化モリブデン（ＭｏＳｉＮ）層、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）層を形成してもよい。これらの場合にも上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【0089】
また、上記実施形態では、第１元素含有ガスとして第１元素としてのＴｉを含むＴｉＣｌ4ガスを用いる場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、第１元素としてのホウ素（Ｂ）またはモリブデン（Ｍｏ）のいずれかとハロゲンを含むガスであって、例えば、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）ガス、モリブデンジクロリドジオキシド（ＭｏＯ2Ｃｌ2）ガス，五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ5），モリブデンテトラクロリドオキシド（ＭｏＯＣｌ4）、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）等のガスを用いる場合にも、好適に適用できる。
【0090】
また、上記実施形態では、第２元素含有ガスとして第２元素としてのＴｉを含むＴｉＣｌ4ガスを用いる場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、第２元素としてのホウ素（Ｂ）またはモリブデン（Ｍｏ）のいずれかとハロゲンを含むガスであって、例えば、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）ガス、モリブデンジクロリドジオキシド（ＭｏＯ2Ｃｌ2）ガス，五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ5），モリブデンテトラクロリドオキシド（ＭｏＯＣｌ4）トリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ）、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）等のガスを用いる場合にも、好適に適用できる。
【0091】
すなわち、第１元素含有ガスの第１元素と第２元素含有ガスの第２元素は、同じ元素であっても異なる元素であってもよい。
【0092】
また、上記実施形態では、シード層形成工程における第１の還元ガス及びＴｉＮ層形成工程における第２の還元ガスとして、ＮＨ3ガスを用いる場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。
【0093】
すなわち、シード層形成工程において成膜工程と異なるガス種を用いてもよい。
【0094】
また、上記実施形態では、Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ4ガスを用いる場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、シラン系ガス又はヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6）ガス等のクロロシラン系のガスを用いる場合に適用可能である。
【0095】
また、上述の実施の形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置である基板処理装置を用いて成膜する例について説明したが、本開示はこれに限定されず、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成膜する場合にも、好適に適用できる。
【0096】
例えば、図７（Ａ）に示す処理炉３０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本開示は好適に適用できる。処理炉３０２は、処理室３０１を形成する処理容器３０３と、処理室３０１内にガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド３０３ｓと、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台３１７と、支持台３１７を下方から支持する回転軸３５５と、支持台３１７に設けられたヒータ３０７と、を備えている。シャワーヘッド３０３ｓのインレット（ガス導入口）には、上述の原料ガスを供給するガス供給ポート３３２ａと、上述の反応ガスを供給するガス供給ポート３３２ｂと、上述の酸素含有ガス、シリコン含有ガス又はハロゲン含有ガスを供給するガス供給ポート３３２ｃが接続されている。ガス供給ポート３３２ａには、上述の実施形態の原料ガス供給系と同様の原料ガス供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｂには、上述の実施形態の反応ガス供給系と同様の反応ガス供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｃには、上述の酸素含有ガス、シリコン含有ガス又はハロゲン含有ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。シャワーヘッド３０３ｓのアウトレット（ガス排出口）には、処理室３０１内にガスをシャワー状に供給するガス分散板が設けられている。処理容器３０３には、処理室３０１内を排気する排気ポート３３１が設けられている。排気ポート３３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
【0097】
また例えば、図７（Ｂ）に示す処理炉４０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本開示は好適に適用できる。処理炉４０２は、処理室４０１を形成する処理容器４０３と、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台４１７と、支持台４１７を下方から支持する回転軸４５５と、処理容器４０３のウエハ２００に向けて光照射を行うランプヒータ４０７と、ランプヒータ４０７の光を透過させる石英窓４０３ｗと、を備えている。処理容器４０３には、上述の原料ガスを供給するガス供給ポート４３２ａと、上述の反応ガスを供給するガス供給ポート４３２ｂと、上述の酸素含有ガス、シリコン含有ガス又はハロゲン含有ガスを供給するガス供給ポート４３２ｃが接続されている。ガス供給ポート４３２ａには、上述の実施形態の原料ガス供給系と同様の原料ガス供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｂには、上述の実施形態の反応ガス供給系と同様の反応ガス供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｃには、上述の実施形態の酸素含有ガス、シリコン含有ガス又はハロゲン含有ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。処理容器４０３には、処理室４０１内を排気する排気ポート４３１が設けられている。排気ポート４３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
【0098】
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る。
【0099】
これらの各種薄膜の形成に用いられるプロセスレシピ（処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、基板処理の内容（形成する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意する）ことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、基板処理の内容に応じて、複数のプロセスレシピの中から、適正なプロセスレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、基板処理の内容に応じて個別に用意された複数のプロセスレシピを、電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のプロセスレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なプロセスレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成できるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開始できるようになる。
【0100】
また、本開示は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピを変更する場合は、本開示に係るプロセスレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ自体を本開示に係るプロセスレシピに変更したりすることも可能である。
【0101】
また、本開示は、例えば、３次元構造を持つＮＡＮＤ型フラッシュメモリやＤＲＡＭ等のワードライン部分に用いることができる。
【0102】
以上、本開示の種々の典型的な実施形態を説明してきたが、本開示はそれらの実施形態に限定されず、適宜組み合わせて用いることもできる。
【0103】
以下、実施例について説明する。
【実施例1】
【0104】
上述した基板処理装置１０を用いて、上述した図４及び図５の基板処理工程により、ＴｉＳｉＮ層の厚さとＴｉＮ層の厚さの割合がそれぞれ異なる２０Åの厚さのＴｉＮ膜をＳｉ基板上に形成したサンプル１～４を用意した。図８（Ａ）～図８（Ｄ）は、それぞれサンプル１～４の断面を示し、それぞれＴｉＮ膜におけるＴｉＮ層の割合が１００％、７５％、５０％、２５％の断面を示す図である。図８（Ｅ）～図８（Ｈ）は、図８（Ａ）～図８（Ｄ）に示すサンプル１～４のＴｉＮ膜の表面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用いて投影したＴＥＭ画像を示す図である。
【0105】
図８（Ｅ）～図８（Ｈ）に示すように、サンプル２，３，４のＴｉＮ膜は、サンプル１のＴｉＮ膜と比較して、高密度で平坦性を有することが確認された。すなわち、ＴｉＳｉＮ層上にＴｉＮ層を形成したＴｉＮ膜の方が、ＴｉＳｉＮ層を形成しないＴｉＮ膜と比較して、高密度で平坦性を有することが確認された。さらにサンプル３とサンプル４のＴｉＮ膜は、サンプル２のＴｉＮ膜と比較して、より高密度で平坦性を有することが確認された。すなわち、ＴｉＮ膜の平坦性は、ＴｉＳｉＮ層の膜厚に依存することが確認され、２０Åの厚さのＴｉＮ膜を形成する場合には、ＴｉＳｉＮ層の厚さを５Å以上、さらに好ましくは１０Å以上とすることにより、より高密度で平坦性を有するＴｉＮ膜が形成されることが確認された。
【0106】
すなわち、ウエハ２００上にＴｉＮ膜を形成する際に、シード層を形成し、このシード層の上にＴｉＮ層を形成することにより、高密度で平坦性を有するＴｉＮ膜を形成することができることが確認された。
【0107】
＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
【0108】
（付記１）
本開示の一態様によれば、
（ａ）基板を処理室に搬入する工程と、
（ｂ）前記基板に対して第１元素含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本開示の一態様によれば、
（ａ）基板を処理室に搬入する工程と、
（ｂ）前記基板に対して第１元素含有ガスを供給する工程と、
（ｃ）前記基板に対して第１の還元ガスを複数回供給する工程と、
（ｄ）（ｂ）及び（ｃ）を順に１回以上実行し、前記基板に対して第１の層を形成する工程と、
（ｅ）（ｄ）の後であって、
（ｆ）前記基板に対して第２元素含有ガスを供給する工程と、
（ｇ）前記基板に対して第２の還元ガスを供給する工程と、
（ｈ）（ｆ）及び（ｇ）を順に１回以上実行し、前記第１の層の上に第２の層を形成する工程と、
を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【0109】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｂ）において、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
付記１に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｂ）において、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
【0110】
（付記３）
付記１または２に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｂ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
付記１または２に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｂ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
【0111】
（付記４）
付記１～３のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｃ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
付記１～３のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｃ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
【0112】
（付記５）
付記１～４のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｃ）は、前記第１の還元ガスを複数回供給する間で、パージ工程を行う。
付記１～４のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｃ）は、前記第１の還元ガスを複数回供給する間で、パージ工程を行う。
【0113】
（付記６）
付記５に記載の方法であって、
前記パージ工程は、不活性ガスの供給と排気とを順に行わせる。
付記５に記載の方法であって、
前記パージ工程は、不活性ガスの供給と排気とを順に行わせる。
【0114】
（付記７）
付記１～６のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｃ）の後に、不活性ガスの供給と排気とを複数回行う工程を有する。
付記１～６のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、（ｃ）の後に、不活性ガスの供給と排気とを複数回行う工程を有する。
【0115】
（付記８）
付記１～７のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｅ）は、（ｆ）において、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
付記１～７のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｅ）は、（ｆ）において、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
【0116】
（付記９）
付記１～８のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｅ）は、（ｆ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
付記１～８のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｅ）は、（ｆ）の後に、前記基板に対してシリコン含有ガスを供給する工程を有する。
【0117】
（付記１０）
付記１～９のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、前記第１の層の厚さが５Å以上となるまで繰り返し行う。
付記１～９のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）は、前記第１の層の厚さが５Å以上となるまで繰り返し行う。
【0118】
（付記１１）
付記１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素である。
付記１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は同じ元素である。
【0119】
（付記１２）
付記１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は異なる元素である。
付記１～１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記第１元素含有ガスの第１元素と前記第２元素含有ガスの第２元素は異なる元素である。
【0120】
（付記１３）
付記１～１２のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）の（ｂ）及び（ｃ）の繰り返し回数は、（ｈ）の（ｆ）及び（ｇ）の繰り返し回数よりも少ない。
付記１～１２のいずれか１項に記載の方法であって、
（ｄ）の（ｂ）及び（ｃ）の繰り返し回数は、（ｈ）の（ｆ）及び（ｇ）の繰り返し回数よりも少ない。
【0121】
（付記１４）
本開示の他の態様によれば、付記１における各手順（各工程）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が提供される。
本開示の他の態様によれば、付記１における各手順（各工程）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が提供される。
【0122】
（付記１５）
本開示のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に前記基板を搬送する搬送系と、
前記処理室内に第１元素含有ガス、第１の還元ガス、第２元素含有ガス及び第２の還元ガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記搬送系、前記ガス供給系及び前記排気系を制御して、
前記処理室内において、付記１における各処理（各工程）を行うよう制御することが可能なように構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本開示のさらに他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に前記基板を搬送する搬送系と、
前記処理室内に第１元素含有ガス、第１の還元ガス、第２元素含有ガス及び第２の還元ガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記搬送系、前記ガス供給系及び前記排気系を制御して、
前記処理室内において、付記１における各処理（各工程）を行うよう制御することが可能なように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。
【符号の説明】
【0123】
１０ 基板処理装置
１２１ コントローラ
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
１２１ コントローラ
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
