(57)【要約】【課題】  基板上に形成する所定元素を含む膜の平坦性を向上させる。【解決手段】  基板に対して、所定元素と、所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、基板に対して、原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に、所定元素を含む膜を形成する工程を有する。【選択図】図１
2014084506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する工程を有する基板処理方法。
【請求項２】
基板に対して処理が行われる処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する処理を行うように、前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項３】
基板処理装置の処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法、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（デバイス）の製造工程の一工程として、シリコンウエハ等の基板上に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等の所定元素を含む膜（Ｇｅ膜）を形成する成膜工程が行われることがある。Ｇｅ膜は、基板を収容した減圧雰囲気下にある処理室内にＧｅ原料ガスを供給し、処理室内でＧｅ原料ガスの熱分解反応を生じさせて基板上にＧｅを堆積させる減圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって成膜することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の方法では、処理室内に供給されたＧｅ原料ガスが基板上で熱分解することで、Ｇｅ原料ガスに含まれるＧｅが基板上に吸着、堆積し、基板上にＧｅ膜が形成される。しかしながら、係る方法では、基板上に形成されるＧｅ膜の平坦性が低下してしまうことがある。
【０００４】
そこで本発明は、基板上に形成する所定元素を含む膜の平坦性を向上させることが可能な基板処理方法、基板処理装置およびプログラム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】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
基板に対して処理が行われる処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する処理を行うように、前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る基板処理方法、基板処理装置およびプログラムによれば、基板上に形成する所定元素を含む膜の平坦性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置のガス供給系の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置のウエハ処理時における断面構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置のウエハ搬送時における断面構成図である。
【図４】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図６】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図７】（ａ）は本発明の他の実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図８】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図９】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図１０】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図１１】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、（ｂ）および（ｃ）はその変形例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は組成式中におけるリガンド（Ｒ）の数が２であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｃ）はそれらの分子モデルを示す図である。
【図１３】（ａ）は組成式中におけるリガンド（Ｒ）の数が３であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｂ）はその分子モデルを示す図である。
【図１４】（ａ）は組成式中におけるリガンド（Ｒ）の数が４であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｂ）はその分子モデルを示す図であり、（ｃ）は組成式中におけるリガンドの数が４であるターシャリーブチルゲルマンの分子構造式を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るＧｅ膜の成膜メカニズムを示す図であり、（ａ）は所定元素（Ｇｅ）からリガンド（Ｒ）が分離する様子を、（ｂ）は所定元素（Ｇｅ）のリガンド（Ｒ）が分離した位置に新たに所定元素（Ｇｅ）が結合した様子を、（ｃ）はこれらを繰り返すことで主として平面方向に所定元素（Ｇｅ）の結合が進行する様子を示す図である。
【図１６】組成式中におけるリガンド（Ｒ）の数が４であるＧｅ原料ガスを用いた場合のＧｅ膜の成膜メカニズムを示す図であり、（ａ）は所定元素（Ｇｅ）からリガンド（Ｒ）が分離する様子を、（ｂ）は所定元素（Ｇｅ）のリガンド（Ｒ）が分離した位置に新たに所定元素（Ｇｅ）が結合した様子を、（ｃ）はこれらを繰り返すことで立体方向にも所定元素（Ｇｅ）の結合が進行する様子を示す図である。
【図１７】実施例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【図１８】参考例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の第１実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図２〜４を参照しながら説明する。図２は、本実施形態にかかる基板処理装置４０のウエハ処理時における断面構成図であり、図３は、本実施形態にかかる基板処理装置４０のウエハ搬送時における断面構成図である。図４は、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置４０のコントローラ２８０の概略構成図である。
【００１１】
（処理室）
図２，３に示されているとおり、本実施形態にかかる基板処理装置４０は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００に対して処理が行われる処理室２０１が形成されている。
【００１２】
（支持台）
処理室２０１内には、ウエハ２００を支持する支持台２０３が設けられている。ウエハ２００が直接触れる支持台２０３の上面には、例えば、石英（ＳｉＯ２）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などから構成された支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。また、支持台２０３には、ウエハ２００を加熱する加熱手段（加熱源）としてのヒータ２０６と、温度検出器としての温度センサ２０６ｂとが内蔵されている。温度センサ２０６ｂにより検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することで、サセプタ２１７上に支持されたウエハ２００の温度が所望の温度分布となるように構成されている。なお、支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１３】
（昇降機構）
処理室２０１の外部には、支持台２０３を昇降させる昇降機構２０７ｂが設けられている。この昇降機構２０７ｂを作動させて支持台２０３を昇降させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウエハ２００の搬送時には図３で示される位置（ウエハ搬送位置）まで下降し、ウエハ２００の処理時には図２で示される位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台２０３下端部の周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００１４】
（リフトピン）
また、処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、かかるリフトピン２０８ｂを貫通させる貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台２０３をウエハ搬送位置まで下降させた時には、図３に示されているように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から突出して、リフトピン２０８ｂがウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、支持台２０３をウエハ処理位置まで上昇させたときには、図２に示されているようにリフトピン２０８ｂはサセプタ２１７の上面から埋没して、サセプタ２１７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０８ｂは、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英や酸化アルミニウムなどの材質で形成することが望ましい。
【００１５】
（ウエハ搬送口）
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、処理室２０１の内外にウエハ２００を搬送するウエハ搬送口２５０が設けられている。ウエハ搬送口２５０にはゲートバルブ４４が設けられており、ゲートバルブ４４を開くことにより、処理室２０１内と負圧移載室１１内とが連通するようになっている。負圧移載室１１は搬送容器（密閉容器）１２内に形成されており、負圧移載室１１内にはウエハ２００を搬送する負圧移載機１３が設けられている。負圧移載機１３には、ウエハ２００を搬送する際にウエハ２００を支持する搬送アーム１３ａが備えられている。支持台２０３をウエハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ４４を開くことにより、負圧移載機１３により処理室２０１内と負圧移載室１１内との間でウエハ２００を搬送することが可能となっている。すなわち、負圧移載機１３は、ウエハ２００を処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成される。処理室２０１内に搬送されたウエハ２００は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。なお、負圧移載室１１のウエハ搬送口２５０が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室が設けられており、負圧移載機１３によりロードロック室内と負圧移載室１１内との間でウエハ２００を搬送することが可能となっている。なお、ロードロック室は、未処理もしくは処理済のウエハ２００を一時的に収容する予備室として機能する。
【００１６】
（排気系）
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面であって、ウエハ搬送口２５０の反対側には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２６０が設けられている。排気口２６０には、排気チャンバ２６０ａを介して排気管２６１が接続されている。排気チャンバ２６０ａ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２６５が設けられている。排気管２６１には、処理室２０１内の圧力を所定の圧力とするように制御する圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２６２および原料回収トラップ２６３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２６４が接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２６２は、真空ポンプ２６４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２６４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ように構成されているバルブである。主に、排気チャンバ２６０ａ、圧力センサ２６５、排気管２６１、ＡＰＣバルブ２６２により排気系（排気ライン）が構成される。なお、原料回収トラップ２６３、真空ポンプ２６４を排気系に含めて考えてもよい。排気系は、真空ポンプ２６４を作動させつつ、圧力センサ２６５により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２６２の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
【００１７】
（ガス供給口）
処理室２０１の上部に設けられる後述のシャワーヘッド２４０の上面（天井壁）には、処理室２０１内に所定元素を含む原料ガスを供給する原料ガス供給口２１０ａと、処理室２０１内に原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する反応ガス供給口２１０ｂと、が設けられている。つまり、反応ガス供給口２１０ｂは、原料ガス供給口２１０ａとは独立して設けられており、原料ガスと反応ガスとは異なる供給口より別々に処理室２０１内へ供給されるように構成されている。なお、図２、図３には、反応ガス供給口２１０ｂを原料ガス供給口２１０ａの内側に原料ガス供給口２１０ａと同心円状に配置する構成を例示しているが、本発明は係る態様に限定されず、反応ガス供給口２１０ｂを原料ガス供給口２１０ａの外側に設けてもよい。なお、原料ガス供給口２１０ａ、反応ガス供給口２１０ｂに接続される各ガス供給系の構成については後述する。
【００１８】
（シャワーヘッド）
原料ガス供給口２１０ａと処理室２０１との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２４０が設けられている。シャワーヘッド２４０は、原料ガス供給口２１０ａから供給される原料ガスを分散させる分散板２４０ａと、分散板２４０ａを通過した原料ガスをさらに均一に分散させて支持台２０３上のウエハ２００の表面に供給するシャワー板２４０ｂと、を備えている。分散板２４０ａおよびシャワー板２４０ｂには、それぞれ、複数の通気孔が設けられている。分散板２４０ａは、シャワーヘッド２４０の上面及びシャワー板２４０ｂと対向するように配置されており、シャワー板２４０ｂは、支持台２０３上のウエハ２００と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド２４０の上面と分散板２４０ａとの間、および分散板２４０ａとシャワー板２４０ｂとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、原料ガス供給口２１０ａから供給される原料ガスを分散させる第１バッファ空間（分散室）２４０ｃ、および分散板２４０ａを通過した原料ガスを拡散させる第２バッファ空間（拡散室）２４０ｄとしてそれぞれ機能する。
【００１９】
なお、反応ガス供給口２１０ｂは、シャワーヘッド２４０を鉛直方向（厚さ方向）に貫通し、反応ガス供給口２１０ｂの下端開口がシャワー板２４０ｂの下面から支持台２０３に向けて突出するように設けられている。すなわち、反応ガス供給口２１０ｂは、反応ガスを、シャワー板２４０ｂの下方側から、つまり、シャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内に供給するように構成されている。
【００２０】
（排気ダクト）
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、段差部２０１ａが設けられている。そして、この段差部２０１ａは、コンダクタンスプレート２０４をウエハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート２０４は、内周部にウエハ２００を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート２０４の外周部には、所定間隔を空けて周方向に配列された複数の排出口２０４ａが設けられている。排出口２０４ａは、コンダクタンスプレート２０４の外周部がコンダクタンスプレート２０４の内周部を支えることができるよう、不連続に形成されている。
【００２１】
一方、支持台２０３の外周部には、ロワープレート２０５が係止している。ロワープレート２０５は、リング状の凹部２０５ｂと、凹部２０５ｂの内側上部に一体的に設けられたフランジ部２０５ａとを備えている。凹部２０５ｂは、支持台２０３の外周部と、処理室２０１の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部２０５ｂの底部のうち排気口２６０付近の一部には、凹部２０５ｂ内から排気口２６０側へガスを排出（流通）させるプレート排気口２０５ｃが設けられている。フランジ部２０５ａは、支持台２０３の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部２０５ａが支持台２０３の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート２０５が、支持台２０３の昇降に伴い、支持台２０３と共に昇降されるようになっている。
【００２２】
支持台２０３がウエハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート２０５もウエハ処理位置まで上昇する。その結果、ウエハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート２０４が、ロワープレート２０５の凹部２０５ｂの上面部分を塞ぎ、凹部２０５ｂの内部をガス流路領域とする排気ダクト２５９が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト２５９（コンダクタンスプレート２０４及びロワープレート２０５）及び支持台２０３によって、処理室２０１内が、排気ダクト２５９よりも上方の処理室２０１上部と、排気ダクト２５９よりも下方の処理室２０１下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート２０４およびロワープレート２０５は、排気ダクト２５９の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合（セルフクリーニングする場合）を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。
【００２３】
ここで、ウエハ処理時における処理室２０１内のガスの流れについて説明する。
【００２４】
まず、原料ガス供給口２１０ａからシャワーヘッド２４０の上部へと供給された原料ガスは、第１バッファ空間（分散室）２４０ｃを経て分散板２４０ａの複数の通気孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの複数の通気孔を通過して処理室２０１内に供給される。また、反応ガス供給口２１０ｂから供給された反応ガスは、シャワー板２４０ｂの下方側から、つまり、シャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内に供給される。すなわち、原料ガス供給口２１０ａから供給される原料ガスと、反応ガス供給口２１０ｂから供給される反応ガスとは、別々に処理室２０１内へ供給されることとなる。なお、原料ガスと反応ガスとが処理室２０１内に同時に供給される場合は、原料ガスと反応ガスとは、事前に混合されることなく処理室２０１内で初めて混合されることとなる。
【００２５】
原料ガスと反応ガスは、それぞれウエハ２００上に均一に供給され、ウエハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウエハ２００に接触した後の余剰なガスは、ウエハ２００外周部に位置する排気ダクト２５９上、すなわち、コンダクタンスプレート２０４上を、ウエハ２００の径方向外側に向かって放射状に流れ、コンダクタンスプレート２０４に設けられた排出口２０４ａから、排気ダクト２５９内のガス流路領域内（凹部２０５ｂ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト２５９内を流れ、プレート排気口２０５ｃを経由して排気口２６０へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室２０１下部、すなわち、支持台２０３の裏面や処理室２０１の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００２６】
続いて、上述した原料ガス供給口２１０ａ、反応ガス供給口２１０ｂに接続されるガス供給系の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる基板処理装置４０の有するガス供給系（ガス供給ライン）の構成図である。
【００２７】
本実施形態にかかる基板処理装置４０の有するガス供給系は、常温常圧下で液体状態である液体原料を気化する気化部としてのバブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃと、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃにて液体原料を気化させて生成した各原料ガスを処理室２０１内に供給する原料ガス供給系と、処理室２０１内に反応ガスを供給する反応ガス供給系と、処理室２０１内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、を有している。さらに、基板処理装置４０は、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃからの原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスするよう排気するベント（バイパス）系を有している。以下に、各部の構成について説明する。
【００２８】
（バブラ）
処理室２０１の外部には、液体原料を収容する原料容器としてのバブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃが設けられている。バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃは、内部に液体原料を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）として構成されており、また、液体原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させる気化部としても構成されている。なお、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃの周りには、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃおよび内部の液体原料を加熱するサブヒータ２０６ａが設けられている。
【００２９】
バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃには、それぞれ異なる所定元素を含む原料が収容されている。なお、ここでいう所定元素とは、金属元素、半金属元素および半導体元素のうち少なくともいずれかの元素を含む。本実施形態においては、バブラ２２０ａには、第１の所定元素を含む第１の原料として、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）を含むゲルマニウム原料（Ｇｅ原料）が収容されている。また、バブラ２２０ｂには、第２の所定元素を含む第２の原料として、例えば、アンチモン（Ｓｂ）を含むアンチモン原料（Ｓｂ原料）が収容されている。また、バブラ２２０ｃには、第３の所定元素を含む第３の原料として、例えば、テルル（Ｔｅ）を含むテルル原料（Ｔｅ原料）が収容されている。なお、ここで用いるＧｅ原料、Ｓｂ原料、Ｔｅ原料は、それぞれ常温常圧下で液体状態である。なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「液体原料を気化した原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。
【００３０】
バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃには、それぞれ、キャリアガス供給管２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃが接続されている。キャリアガス供給管２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃの上流側端部には、それぞれ、図示しないキャリアガス供給源が接続されている。また、キャリアガス供給管２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃの下流側端部は、それぞれ、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ内に収容した液体原料内に浸されている。
【００３１】
キャリアガス供給管２３７ａには、キャリアガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ａと、キャリアガスの供給を制御するバルブｖａ１，ｖａ２とが設けられている。また、キャリアガス供給管２３７ｂには、キャリアガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｂと、キャリアガスの供給を制御するバルブｖｂ１，ｖｂ２とが設けられている。また、キャリアガス供給管２３７ｃには、キャリアガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｃと、キャリアガスの供給を制御するバルブｖｃ１，ｖｃ２とが設けられている。
【００３２】
なお、キャリアガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばＮ２ガスやＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスが好適に用いられる。主に、キャリアガス供給管２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃ、ＭＦＣ２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ、バルブｖａ１，ｖａ２，ｖｂ１，ｖｂ２，ｖｃ１，ｖｃ２により、キャリアガス供給系（キャリアガス供給ライン）が構成される。
【００３３】
上記構成により、バルブｖａ１，ｖａ２を開き、キャリアガス供給管２３７ａからＭＦＣ２２２ａで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ａ内に供給することにより、バブラ２２０ａ内部に収容された液体原料（Ｇｅ原料）をバブリングにより気化させて、第１の所定元素を含む第１の原料ガス、すなわち、Ｇｅを含むＧｅ原料ガス（Ｇｅ含有ガス）を生成させることが可能となる。
【００３４】
また、バルブｖｂ１，ｖｂ２を開き、キャリアガス供給管２３７ｂからＭＦＣ２２２ｂで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ｂ内に供給することにより、バブラ２２０ｂ内部に収容された液体原料（Ｓｂ原料）をバブリングにより気化させて、第２の所定元素を含む第２の原料ガス、すなわち、Ｓｂを含むＳｂ原料ガス（Ｓｂ含有ガス）を生成させることが可能となる。
【００３５】
また、バルブｖｃ１，ｖｃ２を開き、キャリアガス供給管２３７ｃからＭＦＣ２２２ｃで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ｃ内に供給することにより、バブラ２２０ｃ内部に収容された液体原料（Ｔｅ原料）をバブリングにより気化させて、第３の所定元素を含む第３の原料ガス、すなわち、Ｔｅを含むＴｅ原料ガス（Ｔｅ含有ガス）を生成させることが可能となる。
【００３６】
なお、後述するように、ウエハ２００上に形成する膜の平坦性を向上させるには、成膜に用いる原料ガスとして、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するガスを用いるのが好ましい。ここでリガンドとは、所定元素と結合する物質であって、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）のうち少なくともいずれかの元素を含む物質をいう。また、１つの所定元素に複数のリガンドが結合している場合、これら複数のリガンドは全て同種の物質であってもよく、また、互いに異種の物質であってもよい。
【００３７】
所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成するには、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ内に収容する原料として、原料に含まれる所定元素に結合するリガンドの数が３以下であるような原料を選択することが好ましく、さらには、各種原料に含まれる所定元素に結合するリガンドの数が２以下であるような原料を選択することがより好ましい。
【００３８】
仮に、所定元素に結合するリガンドの数が３を超えていると、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されにくくなる。図１４の（ａ）は、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が４であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｂ）は、その分子モデルを示す図であり、（ｃ）は組成式中におけるリガンドの数が４であるＧｅ原料の一例として、ターシャリーブチルゲルマン（Ｇｅ（ｔ−Ｃ４Ｈ９）Ｈ３、略称：ＴＢＧｅ）の分子構造式を示す図である。図１４に示されているように、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が４であると、所定元素（Ｇｅ）と、該Ｇｅと結合する４つのリガンド（Ｒ）のうち３つのリガンド（Ｒ）と、がたとえ同一平面上に配置されていたとしても（たとえ図中ｘ−ｙ平面上に配置されていたとしても）、残りの１つのリガンド（Ｒ）が立体的に配置され易くなる（図中ｙ−ｚ平面上等に配置され易くなる）。すなわち、所定元素に結合するリガンドの数が３を超えていると、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が立体的に配置されてなる立体構造を有する傾向が強くなる。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成することは困難となる。
【００３９】
これに対し、所定元素に結合するリガンドの数が３であると、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置され易くなる。図１３（ａ）は、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が３であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｂ）は、その分子モデルを示す図である。図１３に示されているように、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が３であると、所定元素（Ｇｅ）と、該Ｇｅと結合する３つのリガンド（Ｒ）と、が同一平面上（図中ｘ−ｙ平面上）に配置され易くなる。すなわち、所定元素に結合するリガンドの数が３であると、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有する傾向が強くなる。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成することが容易となる。
【００４０】
また、所定元素に結合するリガンドの数が２以下であると、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が常に同一平面上に配置されることとなる。図１２（ａ）および（ｂ）は、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が２であるＧｅ原料の分子構造式を示す図であり、（ｃ）は、その分子モデルを示す図である。図１２に示されているように、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が２であると、所定元素（Ｇｅ）と、該Ｇｅと結合する２つのリガンド（Ｒ）と、が常に同一平面上（図中ｘ−ｙ平面上）に配置されることとなる。すなわち、所定元素に結合するリガンドの数が２以下である原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを、常に生成することができるようになる。
【００４１】
なお、原料に含まれる所定元素の原子価が４以上である場合において、所定元素に結合するリガンドの数を３以下とするには、所定元素とリガンドとの結合が二重結合以上の結合を含むような原料、すなわち、所定元素とリガンドとの結合が二重結合または三重結合もしくはそれ以上の結合を含むような原料を選択することが好ましい。
【００４２】
例えば、Ｇｅのように原子価が４であるような元素を所定元素として含む原料を用いる場合、所定元素に結合するリガンドの数を３以下とするには、所定元素とリガンドとの結合が二重結合、または三重結合、もしくはそれ以上の結合を含むような原料を選択することが好ましい。
【００４３】
具体的には、Ｇｅのように原子価が４である所定元素に結合するリガンドの数が３となるようにするには、図１３（ａ）に示されているように、所定元素（Ｇｅ）と１つのリガンド（Ｒ）とが二重結合によって結合され、所定元素（Ｇｅ）と残りの２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ一重結合によって結合されているような原料（Ｇｅ原料）を選択することが好ましい。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成することが容易となる。
【００４４】
また、Ｇｅのように原子価が４である所定元素に結合するリガンドの数が２となるようにするには、図１２（ａ）に示されているように、所定元素（Ｇｅ）と２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ二重結合によって結合されているような原料（Ｇｅ原料）を選択したり、図１２（ｂ）に示されているように、所定元素（Ｇｅ）と２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ一重結合と三重結合とによって結合されているような原料（Ｇｅ原料）を選択したりすることが好ましい。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを、常に生成することができるようになる。
【００４５】
また、例えば、Ｓｂのように原子価が３であるような元素を所定元素として含む原料を用いる場合、所定元素に結合するリガンドの数は常に３以下となる。つまり、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスが生成され易くなる。なお、所定元素に結合するリガンドの数が２となるようにするには、所定元素とリガンドとの結合が二重結合を含むような原料を選択することが好ましい。すなわち、所定元素と２つのリガンドとのうちいずれかが二重結合によって結合され、残りが一重結合によって結合されているような原料を選択することが好ましい。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスが、常に生成されるようになる。
【００４６】
また、例えば、Ｔｅのように原子価が２であるような元素を所定元素として含む原料を用いる場合、所定元素に結合するリガンドの数は常に２以下となる。このような原料を選択した場合、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスが、常に生成されるようになる。
【００４７】
なお、その組成式中（１分子中）におけるリガンドの数が３である原料の分子構造は、図１３（ｂ）に示したように、各リガンド（Ｒ）が所定元素（Ｇｅ）を中心として均等に配置されており、所定元素（Ｇｅ）と各リガンド（Ｒ）とを結ぶ直線同士がなす角度が略１２０°となっている形態が一例として考えられるが、本実施形態で用いることの出来る原料は係る形態に限定されない。すなわち、各リガンドが所定元素を中心として非均等に配置されており、所定元素と各リガンドとを結ぶ直線同士がなす角度が１２０°とは大きく異なる場合であっても、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されている限り、原料として好適に用いることができる。
【００４８】
また、その組成式中（１分子中）におけるリガンドの数が２である原料の分子構造は、図１２（ｂ）に示したように、各リガンド（Ｒ）が所定元素（Ｇｅ）を中心として一直線上に配置されており、所定元素（Ｇｅ）と各リガンド（Ｒ）とを結ぶ直線同士がなす角度が略１８０°となっている形態が一例として考えられるが、本実施形態で用いることの出来る原料は係る形態に限定されない。すなわち、各リガンドが所定元素を中心として一直線上に配置されておらず、所定元素と各リガンドとを結ぶ直線同士がなす角度が１８０°とは大きく異なる場合（一方のリガンド、所定元素、他方のリガンドを順に結んだ線が所定元素の位置で屈曲している場合）であっても、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されている限り、原料として好適に用いることができる。
【００４９】
（原料ガス供給系）
バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃには、それぞれ、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ内で生成された各原料ガスを処理室２０１内に供給する原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃが接続されている。原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃの上流側端部は、それぞれ、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃの上部に存在する空間に連通している。原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃの下流側端部は、原料ガス供給口２１０ａに合流するように接続されている。
【００５０】
原料ガス供給管２１３ａには、上流側から順にバルブｖａ５，ｖａ３が設けられている。バルブｖａ５は、バブラ２２０ａから原料ガス供給管２１３ａ内への第１の原料ガスの供給を制御するバルブであり、バブラ２２０ａの近傍に設けられている。バルブｖａ３は、原料ガス供給管２１３ａから処理室２０１内への第１の原料ガスの供給を制御するバルブであり、原料ガス供給口２１０ａの近傍に設けられている。
【００５１】
また、原料ガス供給管２１３ｂには、上流側から順にバルブｖｂ５，ｖｂ３が設けられている。バルブｖｂ５は、バブラ２２０ｂから原料ガス供給管２１３ｂ内への第２の原料ガスの供給を制御するバルブであり、バブラ２２０ｂの近傍に設けられている。バルブｖｂ３は、原料ガス供給管２１３ｂから処理室２０１内への第２の原料ガスの供給を制御するバルブであり、原料ガス供給口２１０ａの近傍に設けられている。
【００５２】
また、原料ガス供給管２１３ｃには、上流側から順にバルブｖｃ５，ｖｃ３が設けられている。バルブｖｃ５は、バブラ２２０ｃから原料ガス供給管２１３ｃ内への第３の原料ガスの供給を制御するバルブであり、バブラ２２０ｃの近傍に設けられている。バルブｖｃ３は、原料ガス供給管２１３ｃから処理室２０１内への第３の原料ガスの供給を制御するバルブであり、原料ガス供給口２１０ａの近傍に設けられている。
【００５３】
バルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３と後述するバルブｖｅ３は、例えば高耐久高速ガスバルブとして構成されている。高耐久高速ガスバルブは、短時間で素早くガス供給の切り替えおよびガス排気ができるように構成された集積バルブである。なお、バルブｖｅ３は、原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃのバルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｂ３と原料ガス供給口２１０ａとの間の空間を高速にパージしたのち、処理室２０１内をパージする不活性ガスの供給を制御するバルブである。
【００５４】
上記構成により、バブラ２２０ａにて液体原料を気化させて第１の原料ガスを発生させるとともに、バルブｖａ５，ｖａ３を開くことにより、原料ガス供給管２１３ａから処理室２０１内へ第１の原料ガスを供給することが可能となる。主に、原料ガス供給管２１３ａ、バルブｖａ５，ｖａ３により、第１の原料ガス供給系（第１の原料ガス供給ライン）としてのＧｅ原料ガス供給系（Ｇｅ含有ガス供給系）が構成される。
【００５５】
また、バブラ２２０ｂにて液体原料を気化させて第２の原料ガスを発生させるとともに、バルブｖｂ５，ｖｂ３を開くことにより、原料ガス供給管２１３ｂから処理室２０１内へ第２の原料ガスを供給することが可能となる。主に、原料ガス供給管２１３ｂ、バルブｖｂ５，ｖｂ３により、第２の原料ガス供給系（第２の原料ガス供給ライン）としてのＳｂ原料ガス供給系（Ｓｂ含有ガス供給系）が構成される。
【００５６】
また、バブラ２２０ｃにて液体原料を気化させて第３の原料ガスを発生させるとともに、バルブｖｃ５，ｖｃ３を開くことにより、原料ガス供給管２１３ｃから処理室２０１内へ第３の原料ガスを供給することが可能となる。主に、原料ガス供給管２１３ｃ、バルブｖｃ５，ｖｃ３により、第３の原料ガス供給系（第３の原料ガス供給ライン）としてのＴｅ原料ガス供給系（Ｔｅ含有ガス供給系）が構成される。
【００５７】
そして、主に、第１〜第３の原料ガス供給系（第１〜第３の原料ガス供給ライン）により、原料ガス供給系（原料ガス供給ライン）が構成される。また、主に、キャリアガス供給系、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ、原料ガス供給系により、原料供給系（原料供給ライン）が構成される。
【００５８】
（反応ガス供給系）
また、処理室２０１の外部には、触媒作用により上述の原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する反応ガス供給源２２０ｄが設けられている。反応ガス供給源２２０ｄには、反応ガス供給管２１３ｄの上流側端部が接続されている。反応ガス供給管２１３ｄの下流側端部は、バルブｖｄ３を介して反応ガス供給口２１０ｂに接続されている。反応ガス供給管２１３ｄには、反応ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｄと、反応ガスの供給を制御するバルブｖｄ１，ｖｄ２，ｖｄ３とが設けられている。反応ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。主に、反応ガス供給管２１３ｄ、ＭＦＣ２２２ｄ、バルブｖｄ１，ｖｄ２，ｖｄ３により、反応ガス供給系（反応ガス供給ライン）としてのＮＨ３ガス供給系（ＮＨ３ガス供給ライン）が構成される。なお、反応ガス供給源２２０ｄを反応ガス供給系に含めて考えてもよい。反応ガス供給系（反応ガス供給ライン）は、還元ガス供給系（還元ガス供給ライン）と称することもでき、水素含有ガス供給系（水素含有ガス供給ライン）と称することもできる。
【００５９】
（不活性ガス供給系）
また、処理室２０１の外部には、パージガスである不活性ガスを供給する不活性ガス供給源２２０ｅ，２２０ｆが設けられている。不活性ガス供給源２２０ｅ，２２０ｆには、それぞれ、不活性ガス供給管２１３ｅ，２１３ｆの上流側端部が接続されている。不活性ガス供給管２１３ｅの下流側端部は、バルブｖｅ３を介して原料ガス供給口２１０ａに接続されている。不活性ガス供給管２１３ｆの下流側端部は、バルブｖｆ３を介して反応ガス供給口２１０ｂに接続されている。不活性ガス供給管２１３ｅには、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｅと、不活性ガスの供給を制御するバルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３が設けられている。不活性ガス供給管２１３ｆには、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｆと、不活性ガスの供給を制御するバルブｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３が設けられている。
【００６０】
不活性ガスとしては、例えば、Ｎ２ガスや、ＡｒガスやＨｅガス等の希ガスが用いられる。主に、不活性ガス供給管２１３ｅ，２１３ｆ、ＭＦＣ２２２ｅ，２２２ｆ、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３により、パージガス供給系（パージガス供給ライン）としての不活性ガス供給系（不活性ガス供給ライン）が構成される。なお、不活性ガス供給源２２０ｅ，２２０ｆを不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。不活性ガス供給系から供給する不活性ガスは、処理室２０１内への原料ガスや反応ガスの供給や拡散を促すキャリアガスとしても作用し、また、処理室２０１内における原料ガスや反応ガスの濃度や分圧を調整する希釈ガスとしても作用する。
【００６１】
（ベント（バイパス）系）
また、原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃのバルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３よりも上流側には、それぞれ、ベント管２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの上流側端部が接続されている。また、ベント管２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの下流側端部は、それぞれ、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２よりも下流側であって原料回収トラップ２６３よりも上流側に接続されている。ベント管２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃには、それぞれ、ガスの流通を制御するバルブｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４が設けられている。
【００６２】
上記構成により、バルブｖａ３を閉じ、バルブｖａ４を開くことで、原料ガス供給管２１３ａ内を流れる第１の原料ガスを、処理室２０１内に供給することなく、ベント管２１５ａを介して処理室２０１を迂回（バイパス）させ、排気管２６１より排気することが可能となる。また、バルブｖｂ３を閉じ、バルブｖｂ４を開くことで、原料ガス供給管２１３ｂ内を流れる第２の原料ガスを、処理室２０１内に供給することなく、ベント管２１５ｂを介して処理室２０１をバイパスさせ、排気管２６１より排気することが可能となる。また、バルブｖｃ３を閉じ、バルブｖｃ４を開くことで、原料ガス供給管２１３ｃ内を流れる第３の原料ガスを、処理室２０１内に供給することなく、ベント管２１５ｃを介して処理室２０１をバイパスさせ、排気管２６１より排気することが可能となる。
【００６３】
主に、ベント管２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ、バルブｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４により、ベント系（ベントライン）が構成される。
【００６４】
なお、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃの周りにはサブヒータ２０６ａが設けられることは上述した通りだが、この他、キャリアガス供給管２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃ、原料ガス供給管２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ、不活性ガス供給管２１３ｅの少なくとも一部、ベント管２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ、排気管２６１、処理容器２０２、シャワーヘッド２４０等の周囲にもサブヒータ２０６ａが設けられている。サブヒータ２０６ａは、これらの部材を例えば１００℃以下の温度に加熱することで、これらの部材内部での原料ガスの再液化を防止するように構成されている。
【００６５】
（制御部）
図４に示されているように、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａ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２８０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２８１が接続されている。
【００６６】
記憶装置２８０ｃ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２８０ｃ内には、基板処理装置４０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などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、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、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａ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。
【００６７】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、上述の、マスフローコントローラ２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ，２２２ｅ，２２２ｆ、バルブｖａ１〜ｖａ５，ｖｂ１〜ｖｂ５，ｖｃ１〜ｖｃ５，ｖｄ１〜ｖｄ３，ｖｅ１〜ｖｅ３，ｖｆ１〜ｖｆ３、温度センサ２０６ｂ、ヒータ２０６、サブヒータ２０６ａ、圧力センサ２６５、ＡＰＣバルブ２６２、真空ポンプ２６４、ゲートバルブ４４、昇降機構２０７ｂ、負圧移載機１３等に接続されている。
【００６８】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃ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２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ，２２２ｅ，２２２ｆによる各種ガスの流量調整動作、バルブｖａ１〜ｖａ５，ｖｂ１〜ｖｂ５，ｖｃ１〜ｖｃ５，ｖｄ１〜ｖｄ３，ｖｅ１〜ｖｅ３，ｖｆ１〜ｖｆ３の開閉動作、ＡＰＣバルブ２６２の開閉動作及び圧力センサ２６５に基づくＡＰＣバルブ２６２による圧力調整動作、真空ポンプ２６４の起動および停止、温度センサ２０６ｂに基づくヒータ２０６の温度調整動作、サブヒータ２０６ａの温度調整動作、ゲートバルブ４４の開閉動作、昇降機構２０７ｂの昇降動作、負圧移載機１３の移載動作等を制御するように構成されている。
【００６９】
なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（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）２８２を用意し、係る外部記憶装置２８２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２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る。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。なお、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２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００７０】
（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に所定元素を含む膜を形成する基板処理工程について説明する。
【００７１】
本実施形態の成膜シーケンスでは、基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、基板に対して、原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行うことで、基板上に、所定元素を含む膜を形成する。
【００７２】
以下に、本実施形態の成膜シーケンスについて具体的に説明する。なお、ここでは、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、原料ガスとして、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスを供給する工程と、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｇｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給する工程と、
を交互に所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上に、Ｇｅを含む膜としてゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）を形成する例について説明する。
図５（ａ）は、本実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図であり、図１５は、本実施形態に係るＧｅ膜の成膜メカニズムを示す図である。
【００７３】
なお、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（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、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（露出面）」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、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。
【００７４】
従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（又は膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（又は膜）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や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
【００７５】
なお、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様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
【００７６】
〔基板搬入工程、基板載置工程〕
昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図３に示すウエハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ４４を開き、処理室２０１と負圧移載室１１とを連通させる。そして、上述のように負圧移載機１３により負圧移載室１１内から処理室２０１内へウエハ２００を搬送アーム１３ａで支持した状態でロードする。処理室２０１内に搬入されたウエハ２００は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。負圧移載機１３の搬送アーム１３ａが処理室２０１内から負圧移載室１１内へ戻ると、ゲートバルブ４４が閉じられる。
【００７７】
続いて、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図２に示すウエハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウエハ２００は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される。
【００７８】
〔圧力調整工程、温度調整工程〕
続いて、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力（真空度）となるように真空ポンプ２６４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２６５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２６２がフィードバック制御される（圧力調整）。なお、真空ポンプ２６４は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
【００７９】
また、ウエハ２００の表面温度が所定の処理温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、ウエハ２００の表面が所望の温度分布となるように、温度センサ２０６ｂが検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される（温度調整）。なお、ヒータ２０６によるウエハ２００の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００８０】
なお、基板搬入工程〜温度調整工程および後述する基板搬出工程においては、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３，ｖｄ３を閉じ、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３を開くことで、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておく。これにより、ウエハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。
【００８１】
また、基板搬入工程〜温度調整工程と並行して、第１の液体原料（Ｇｅ原料）を気化させた第１の原料ガス（Ｇｅ原料ガス）、すなわち、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成（予備気化）させておく。すなわち、バルブｖａ１，ｖａ２，ｖａ５を開き、キャリアガス供給管２３７ａからＭＦＣ２２２ａで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ａ内に供給することにより、バブラ２２０ａ内部に収容された原料をバブリングにより気化させてＧｅ原料ガスを生成させておく（Ｇｅ原料の予備気化）。
【００８２】
この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖａ３を閉じたまま、バルブｖａ４を開くことにより、Ｇｅ原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。バブラ２２０ａにてＧｅ原料ガスを安定して生成させるには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、Ｇｅ原料ガスを予め生成させておき、バルブｖａ３，ｖａ４の開閉を切り替えることにより、Ｇｅ原料ガスの流路を切り替える。その結果、バルブの切り替えにより、処理室２０１内へのＧｅ原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【００８３】
〔成膜工程〕
その後、次の２つのステップ、すなわち、ステップ１ａ，２ａを順次実行する。
【００８４】
［ステップ１ａ］
（Ｇｅ原料ガス供給）
バルブｖａ４を閉じ、ｖａ３を開いて、処理室２０１内へのＧｅ原料ガスの供給を開始する。原料ガス供給口２１０ａからシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたＧｅ原料ガスは、第１バッファ空間（分散室）２４０ｃを経て分散板２４０ａの複数の通気孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの複数の通気孔を通過して処理室２０１内に供給され、加熱されたウエハ２００に対して供給される。なお、処理室２０１内へのＧｅ原料ガスの供給時には、処理室２０１内におけるＧｅ原料ガスの拡散を促すように、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００８５】
加熱されたウエハ２００に対してＧｅ原料ガスを供給することにより、Ｇｅ原料ガスの少なくとも一部が熱分解（自己分解）する。そして、Ｇｅ原料ガスに含まれるゲルマニウム（Ｇｅ）がウエハ２００上に吸着、堆積することで、ウエハ２００（最表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのゲルマニウム層（Ｇｅ層）が形成される。
【００８６】
なお、本実施形態では、Ｇｅ原料ガスとして、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンド（Ｒ）と、が同一平面上に配置されてなる構造を有するガスを用いることとしている。これにより、ウエハ２００上に形成するＧｅ層の平坦性、すなわち、後述するＧｅ膜の平坦性を向上させることができるようになる。以下に、この理由について図１５を参照しながら説明する。図１５は、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が３であり、Ｇｅと、該Ｇｅと結合する３つのリガンド（Ｒ）と、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスを用いた場合におけるＧｅ膜の成膜メカニズムを示す図であり、ウエハ２００表面を斜め上方から見下ろした図である。
【００８７】
上述したように、加熱されたウエハ２００に対してＧｅ原料ガスを供給すると、Ｇｅ原料ガスの少なくとも一部が熱分解する。すなわち、図１５（ａ）に示されているように、Ｇｅ原料ガスに含まれるＧｅと、該Ｇｅと結合していたリガンド（Ｒ）の少なくとも一部と、の結合が切れ、その少なくとも一部のリガンド（Ｒ）が、Ｇｅから分離することとなる。そして、ウエハ２００上には、少なくとも一部のリガンド（Ｒ）が分離することで未結合手（ダングリングボンド）を有することとなったＧｅが、吸着、堆積することとなる。そして、図１５（ｂ）に示されているように、この未結合手を有することとなったＧｅのリガンド（Ｒ）が分離した位置に、他のＧｅ、すなわち、ステップ１ａで供給されたＧｅ含有ガスに含まれ、リガンド（Ｒ）が分離することで未結合手を有することとなったＧｅが結合する（Ｇｅ−Ｇｅ結合が形成される）こととなる。上述したように、本実施形態で用いるＧｅ原料ガスは、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンド（Ｒ）と、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有している。従って、Ｇｅのリガンド（Ｒ）が分離した位置に、新たにやってきた他のＧｅが、Ｇｅ原料ガスが有していた上述の平面構造を維持しながら結合することで、Ｇｅ−Ｇｅ結合の形成は、主として平面方向、すなわち、ウエハ２００の表面に平行な方向に進行していくこととなる。そして、この平面方向へのＧｅ−Ｇｅ結合の形成が繰り返し行われることで、図１５（ｃ）に示されているように、ウエハ２００上には、凹凸が少なく、平坦性の高いＧｅ層が形成されることとなる。すなわち、ウエハ２００上に形成される後述するＧｅ膜の平坦性が向上することとなる。
【００８８】
参考までに、Ｇｅ原料ガスとして、その組成式中（１分子中）におけるリガンド（Ｒ）の数が４であるガス、つまり、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンド（Ｒ）と、が立体的に配置されてなる立体構造を有するガスを用いた場合のＧｅ膜の成膜メカニズムを図１６に示す。図１６は、ウエハ表面を斜め上方から見下ろした図である。図１６（ａ）は、Ｇｅと少なくとも一部のリガンド（Ｒ）との結合が切れ、その少なくとも一部のリガンド（Ｒ）がＧｅから分離する様子を、図１６（ｂ）は、Ｇｅのリガンド（Ｒ）が分離した位置に新たにＧｅが結合した様子を、図１６（ｃ）は、これらを繰り返すことで立体方向にもＧｅ−Ｇｅ結合の形成が進行する様子を示している。図１６に示されているように、Ｇｅ原料ガスとして、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンド（Ｒ）と、が立体的に配置されてなる立体構造を有するガスを用いた場合、ウエハ２００上でのＧｅ−Ｇｅ結合の形成は、平面方向だけでなく、立体方向にも進行することとなる。そのため、ウエハ２００上には、凹凸が大きく、平坦性の低いＧｅ層が形成され易くなる。すなわち、ウエハ２００上に形成するＧｅ膜の平坦性が低下し易くなる。
【００８９】
なお、ステップ１ａで形成されるＧｅ層中には、Ｇｅと分離することなく結合状態を維持しているリガンドが含まれる場合もある。すなわち、Ｇｅ層を構成するＧｅは、リガンドとの結合が完全に切れているものの他、少なくとも一部のリガンドとの結合が切れていないものも含む。このＧｅ層中に含まれる残留リガンドは、後述するステップ２ａを行うことでＧｅ層から除去することができる。
【００９０】
但し、ウエハ２００上に形成されるＧｅ層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ２ａでのＧｅ層からの残留リガンドの除去作用がＧｅ層の全体に届きにくくなる。また、ウエハ２００上に形成可能なＧｅ層の厚さの最小値は１原子層未満である。よって、Ｇｅ層の厚さは１原子層未満から数原子層程度とするのが好ましい。なお、１原子層未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層のことを意味しており、１原子層の厚さの層とは連続的に形成される原子層のことを意味している。
【００９１】
なお、Ｇｅ層の厚さを１原子層以下、すなわち、１原子層または１原子層未満とすることで、後述するステップ２ａでのＧｅ層からの残留リガンドの除去作用を相対的に高めることができ、ステップ２ａに要する時間を短縮することができる。ステップ１ａのＧｅ層形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、１サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、Ｇｅ層の厚さを１原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
【００９２】
（残留ガス除去）
所定の厚さのＧｅ層が形成された後、バルブｖａ３を閉じ、バルブｖａ４を開いて、処理室２０１内へのＧｅ原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４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Ｇｅ層形成に寄与した後のＧｅ原料ガスを処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＧｅ層形成に寄与した後のＧｅ原料ガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
【００９３】
なお、このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ２ａにおいて悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、処理容器２０２（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ２ａにおいて悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
【００９４】
Ｇｅ原料ガスとしては、上述したように、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するガスを用いることが好ましい。なお、Ｇｅに結合するリガンドの数は、３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。言い換えれば、Ｇｅの原子価は４であるため、Ｇｅとリガンドとの結合が二重結合、または三重結合、もしくはそれ以上の結合を含むようなガスを用いることが好ましい。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
【００９５】
［ステップ２ａ］
（ＮＨ３ガス供給）
ステップ１ａが終了し処理室２０１内の残留ガスを除去した後、バルブｖｄ１，ｖｄ２，ｖｄ３を開いて、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を開始する。反応ガス供給口２１０ｂから供給されたＮＨ３ガスは、シャワー板２４０ｂの下方側から、つまり、シャワーヘッド２４０を介さずに処理室２０１内に供給され、加熱されたウエハ２００に対して供給される。なお、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給時には、処理室２０１内におけるＮＨ３ガスの拡散を促すように、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９６】
加熱されたウエハ２００に対してＮＨ３ガスを供給することにより、ステップ１ａで形成されたＧｅ層に含まれるＧｅ原料やその成分の分解が促されることとなる。すなわち、ＮＨ３ガスの触媒作用により、Ｇｅ層に含まれている残留リガンド、つまり、ステップ１ａでＧｅと分離することなく結合状態を維持する等してＧｅ層に含まれることとなっていた残留リガンドの、Ｇｅ層を構成するＧｅからの分離が促されることとなる。
【００９７】
Ｇｅ層を構成するＧｅは、残留リガンドが分離することで未結合手（ダングリングボンド）を新たに有することとなる。そして、この未結合手には、新たにやってくるＧｅ、すなわち、次のステップ１ａで供給されるＧｅ原料ガスに含まれ、リガンドが分離することで未結合手を有することとなったＧｅが結合することとなる。すなわち、ステップ２ａを実施することで、ウエハ２００上でのＧｅ−Ｇｅ結合の形成を促すことができ、ウエハ２００上へのＧｅ層の形成、すなわち、後述するＧｅ膜の形成を促進することができるようになる。なお、Ｇｅのリガンドが分離した位置に、新たにやってきた他のＧｅが結合することで、凹凸が少なく、平坦性の高いＧｅ層、すなわち、平坦性の高いＧｅ膜を形成できる点は、上述した通りである。
【００９８】
また、Ｇｅ層を構成するＧｅから残留リガンドを分離させることで、Ｇｅ層を、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）等の不純物の少ない層に改質させることができるようになる。つまり、Ｇｅ層から残留リガンドを除去することで、後述するＧｅ膜中におけるＣ、Ｈ、ＯおよびＮ等の不純物濃度を低減させることができるようになる。
【００９９】
また、ステップ１ａで形成したＧｅ層に対してＮＨ３ガスを供給することにより、Ｇｅ層、すなわち、Ｇｅ膜を構成する結晶粒の粒径を小さくすることができるようになる。これにより、凹凸がより少なく、平坦性のより高いＧｅ膜を形成できるようになる。
【０１００】
（残留ガス除去）
Ｇｅ層から残留リガンドを除去した後、バルブｖｄ３を閉じ、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４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Ｇｅ層からの残留リガンドの除去に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＧｅ層からの残留リガンドの除去に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
【０１０１】
なお、このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ１ａにおいて悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、処理容器２０２（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ１ａにおいて悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
【０１０２】
なお、反応ガスとしては、アンモニア（ＮＨ３）ガスの他、例えば、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス、水素（Ｈ２）ガス等の還元ガス、すなわち、水素含有ガスを用いてもよい。また、不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
【０１０３】
［所定回数実施］
上述したステップ１ａ，２ａを１サイクルとして、このサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより、ウエハ２００上に、所定膜厚のＧｅを含む膜（Ｇｅ膜）が形成される。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成するＧｅ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくして、上述のサイクルを所望の膜厚になるまで複数回繰り返すのが好ましい。
【０１０４】
なお、サイクルを複数回行う場合、少なくとも２サイクル目以降の各ステップにおいて、「ウエハ２００に対して所定のガスを供給する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層に対して、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味し、「ウエハ２００上に所定の層を形成する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層の上、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面の上に所定の層を形成する」ことを意味している。この点は、上述の通りである。なお、この点は、後述する各変形例、他の実施形態においても同様である。
【０１０５】
本実施形態における成膜工程でのウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２００〜４００℃
処理室内圧力：５０〜４００Ｐａ
Ｇｅ原料ガス流量：０．１〜１００ｓｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：５０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０〜２０００ｓｃｃｍ
Ｇｅ原料ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
ＮＨ３ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
Ｇｅ膜厚：１〜１００ｎｍ
が例示される。
【０１０６】
〔パージ及び大気圧復帰工程〕
所定膜厚のＧｅ膜が形成された後、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する（残留ガス除去）。なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
【０１０７】
〔基板搬出工程〕
その後、上述した基板搬入工程、基板載置工程に示した手順とは逆の手順により、Ｇｅ膜を形成した後のウエハ２００を、処理室２０１内から負圧移載室１１内へ搬出する。その後、ウエハ２００の温度が室温になるまで、負圧移載室１１に隣接する保持室内で処理後のウエハ２００を保持する。なお、形成したＧｅ膜の酸化を抑制するように、負圧移載室１１内や保持室内の雰囲気は、例えば、大気圧未満の圧力雰囲気であって、かつ、Ｎ２ガス等の不活性ガス雰囲気とし、酸素（Ｏ２）ガスの分圧を低下させておく。
【０１０８】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。
【０１０９】
本実施形態によれば、ステップ１ａで用いるＧｅ原料ガスとして、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンド（Ｒ）と、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスを用いることとしている。そして、Ｇｅ原料ガスの熱分解によりＧｅのリガンドが分離した位置に、新たにやってきたＧｅが、Ｇｅ原料ガスが有していた平面構造を維持しながら結合することで、Ｇｅ−Ｇｅ結合の形成を、平面方向に進行させることができる。これにより、ウエハ２００上に形成するＧｅ層の平坦性、すなわち、Ｇｅ膜の平坦性を向上させることができるようになる。
【０１１０】
また、本実施形態によれば、ステップ１ａでＧｅ層を形成した後、加熱されたウエハ２００に対してＧｅ原料ガスの分解を促すＮＨ３ガスを供給するステップ２ａを実施するようにしている。そして、ＮＨ３ガスの触媒作用により、Ｇｅ層に含まれている残留リガンドのＧｅからの分離を促進させるようにしている。その結果、Ｇｅ層を構成するＧｅが新たな未結合手を有することとなり、この未結合手に、新たにやってくるＧｅが結合することで、ウエハ２００上へのＧｅ層の形成、すなわち、Ｇｅ膜の形成が促進されるようになる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、ＮＨ３ガスの触媒作用により、Ｇｅ層を構成するＧｅから残留リガンドを分離させることで、Ｇｅ層中の不純物濃度、すなわち、Ｇｅ膜中におけるＣ、Ｈ、ＯおよびＮ等の不純物濃度を低減させることができるようになる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、ステップ１ａで形成したＧｅ層に対してＮＨ３ガスを供給するステップ２ａを実施することにより、Ｇｅ層、すなわち、Ｇｅ膜を構成する結晶粒の粒径を小さくすることができるようになる。これにより、凹凸がより少なく、平坦性のより高いＧｅ膜を形成できるようになる。
【０１１３】
（変形例）
図５（ａ）に示した上述の成膜シーケンスでは、Ｇｅ原料ガス供給工程とＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟んで交互に行うサイクルを所定回数行う例について説明したが、本実施形態は係る形態に限定されない。すなわち、図５（ｂ）に示されているように、Ｇｅ原料ガス供給工程とＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに交互に連続して行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うようにしてもよい。但し、図５（ａ）に示す成膜シーケンスの方が、処理室２０１内においてＧｅ原料ガスとＮＨ３ガスとが気相中で混合し反応してしまうことをより確実に防ぐことができ、処理室２０１内でのパーティクルの発生を抑制したり、処理室２０１内のクリーニング頻度を低減したりすることができ、好ましい。
【０１１４】
＜本発明の第２実施形態＞
上述の実施形態では、１元系の膜であるＧｅ膜を基板上に形成する例について説明したが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、複数種類の所定元素を含む膜、すなわち、多元系の膜を基板上に形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。
【０１１５】
以下に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、ここでは、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、を供給する工程と、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給する工程と、
を交互に所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上に、Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅの３つの所定元素を含む３元系の膜であるＧｅＳｂＴｅ膜を形成する例について説明する。
図６（ａ）は、本実施形態に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。なお、以下では、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスを総称して、単に、原料ガスとも称する。
【０１１６】
〔基板搬入工程、載置工程〜圧力調整工程、温度調整工程〕
基板搬入工程、載置工程〜圧力調整工程、温度調整工程については、上述の第１実施形態と同様の処理手順および同様の処理条件で行う。
【０１１７】
なお、Ｇｅ原料の予備気化工程と並行して、第２の液体原料（Ｓｂ原料）を気化させた第２の原料ガス（Ｓｂ原料ガス）、すなわち、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成（予備気化）させておく。すなわち、バルブｖｂ１，ｖｂ２，ｖｂ５を開き、キャリアガス供給管２３７ｂからＭＦＣ２２２ｂで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ｂ内に供給することにより、バブラ２２０ｂ内部に収容された原料をバブリングにより気化させてＳｂ原料ガスを生成させておく（Ｓｂ原料の予備気化）。
【０１１８】
また、上記と並行して、第３の液体原料（Ｔｅ原料）を気化させた第３の原料ガス（Ｔｅ原料ガス）、すなわち、所定元素としてのＴｅと、このＴｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成（予備気化）させておく。すなわち、バルブｖｃ１，ｖｃ２，ｖｃ５を開き、キャリアガス供給管２３７ｃからＭＦＣ２２２ｃで流量制御されたキャリアガスをバブラ２２０ｃ内に供給することにより、バブラ２２０ｃ内部に収容された原料をバブリングにより気化させてＴｅ原料ガスを生成させておく（Ｔｅ原料の予備気化）。
【０１１９】
これらの予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３を閉じたまま、バルブｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４を開くことにより、原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃにて原料ガスを安定して生成させるには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、原料ガスを予め生成させておき、バルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３と、バルブｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４との開閉を切り替えることにより、原料ガスの流路を切り替える。その結果、バルブの切り替えにより、処理室２０１内への原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。
【０１２０】
〔成膜工程〕
その後、次の２つのステップ、すなわち、ステップ１ｂ，２ｂを順次実行する。
【０１２１】
［ステップ１ｂ］
（原料ガス供給）
ｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４を同時に閉じ、ｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３を同時に開いて、処理室２０１内へのＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの供給を同時に開始する。原料ガス供給口２１０ａからシャワーヘッド２４０の上部へと供給されたＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスは、それぞれ、第１バッファ空間（分散室）２４０ｃを経て分散板２４０ａの複数の通気孔から第２バッファ空間２４０ｄへと入り、さらにシャワー板２４０ｂの複数の通気孔を通過して処理室２０１内に供給され、加熱されたウエハ２００に対して供給される。なお、処理室２０１内へのＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの供給時には、処理室２０１内におけるＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの拡散を促すように、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【０１２２】
加熱されたウエハ２００に対してＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスを供給することにより、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの少なくとも一部がそれぞれ熱分解（自己分解）する。そして、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスに含まれるゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）がウエハ２００上に吸着、堆積することで、ウエハ２００（最表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅの３つの所定元素を含む３元系の層であるＧｅＳｂＴｅ層が形成される。
【０１２３】
なお、本実施形態では、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスとして、所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）と、該所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するガスをそれぞれ用いることとしている。これにより、ウエハ２００上に形成するＧｅＳｂＴｅ層の平坦性、すなわち、後述するＧｅＳｂＴｅ膜の平坦性を向上させることができるようになる。この点は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１２４】
なお、ステップ１ｂで形成されるＧｅＳｂＴｅ層中には、所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）と分離することなく結合状態を維持しているリガンドが含まれる場合もある。すなわち、ＧｅＳｂＴｅ層を構成する所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）は、少なくとも一部のリガンドとの結合が切れていない場合もある。このＧｅＳｂＴｅ層中に含まれる残留リガンドは、後述するステップ２ｂを行うことでＧｅＳｂＴｅ層から除去することができる。なお、後述するステップ２ｂでのＧｅＳｂＴｅ層からの残留リガンドの除去作用を十分に生じさせるため、ＧｅＳｂＴｅ層の厚さを１原子層未満から数原子層程度とするのが好ましい。この点は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１２５】
（残留ガス除去）
所定の厚さのＧｅＳｂＴｅ層が形成された後、バルブｖａ３，ｖｂ３，ｖｃ３を閉じ、バルブｖａ４，ｖｂ４，ｖｃ４を開いて、処理室２０１内へのＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４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ＧｅＳｂＴｅ層形成に寄与した後のＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスを処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する点や、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。この点は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１２６】
なお、Ｓｂ原料ガスとしては、例えば、トリスジメチルアミノアンチモン（Ｓｂ［Ｎ（ＣＨ３）２］３、略称：ＴＤＭＡＳｂ）ガス、トリイソプロピルアンチモン（Ｓｂ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）３、略称：ＴＩＰＳｂ）ガス、トリエチルアンチモン（Ｓｂ（Ｃ２Ｈ５）３、略称：ＴＥＳｂ）ガス、ターシャリブチルジメチルアンチモン（（ｔ−Ｃ４Ｈ９）Ｓｂ（ＣＨ３）２、略称：ＴＢＤＭＳｂ）ガス等を用いることができる。Ｓｂの原子価は３であるため、Ｓｂに結合するリガンドの数は常に３以下となる。すなわち、ここに例示したＳｂ原料ガスは、Ｓｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有し易いガスであるといえる。
【０１２７】
また、Ｔｅ原料ガスとしては、例えば、ジターシャリーブチルテルル（Ｔｅ（ｔ−Ｃ４Ｈ９）２、略称：ＤＴＢＴｅ）ガス、ジイソプロピルテルル（Ｔｅ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２、略称：ＤＩＰＴｅ）ガス、ジメチルテルル（Ｔｅ（ＣＨ３）２、略称：ＤＭＴｅ）ガス、ジエチルテルル（Ｔｅ（Ｃ２Ｈ５）２、略称：ＤＥＴｅ）ガス等を用いることができる。Ｔｅの原子価は２であるため、Ｔｅに結合するリガンドの数は常に２以下となる。すなわち、ここに例示したＴｅ原料ガスは、Ｔｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するガスであるといえる。
【０１２８】
［ステップ２ｂ］
（ＮＨ３ガス供給）
ステップ２ｂは、第１実施形態のステップ２ａと同様の処理手順および同様の処理条件で行う。すなわち、このステップでは、加熱されたウエハ２００に対して、原料ガスの分解を促すＮＨ３ガスを供給する。
【０１２９】
加熱されたウエハ２００に対してＮＨ３ガスを供給することにより、ステップ１ｂで形成されたＧｅＳｂＴｅ層に含まれるＧｅ原料、Ｓｂ原料、Ｔｅ原料や、それらの成分の分解がそれぞれ促されることとなる。すなわち、ＮＨ３ガスの触媒作用により、ＧｅＳｂＴｅ層に含まれている残留リガンド、つまり、ステップ１ｂで所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）と分離することなく結合状態を維持する等してＧｅＳｂＴｅ層に含まれることとなっていた残留リガンドの、ＧｅＳｂＴｅ層を構成する所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）からの分離がそれぞれ促されることとなる。
【０１３０】
その結果、ＧｅＳｂＴｅ層を構成する所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）がそれぞれ新たな未結合手を有することとなり、この未結合手に、新たにやってくる所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）が結合することで、ウエハ２００上へのＧｅＳｂＴｅ層の形成、すなわち、後述するＧｅＳｂＴｅ膜の形成が促進されるようになる。なお、所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）のリガンドが分離した位置に、新たにやってきた他の所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）が結合することで、凹凸が少なく、平坦性の高いＧｅＳｂＴｅ層、すなわち、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成できる点は、上述した通りである。
【０１３１】
また、ＧｅＳｂＴｅ層を構成する所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）から残留リガンドを分離させることで、ＧｅＳｂＴｅ層中の不純物濃度、すなわち、後述するＧｅＳｂＴｅ膜中におけるＣ、Ｈ、ＯおよびＮ等の不純物濃度を低減させることができるようになる。
【０１３２】
（残留ガス除去）
ＧｅＳｂＴｅ層から残留リガンドを除去した後、バルブｖｄ３を閉じ、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６１のＡＰＣバルブ２６２は開いたままとして、真空ポンプ２６４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ＧｅＳｂＴｅ層からの残留リガンドの除去に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する点や、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい点は、第１実施形態で説明した通りである。
【０１３３】
［所定回数実施］
上述したステップ１ｂ，２ｂを１サイクルとして、このサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより、ウエハ２００上に、所定膜厚のＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅを含む膜（ＧｅＳｂＴｅ膜）が形成される。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成するＧｅＳｂＴｅ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくして、上述のサイクルを所望の膜厚になるまで複数回繰り返すのが好ましい。
【０１３４】
本実施形態における成膜工程でのウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２００〜４００℃
処理室内圧力：５０〜４００Ｐａ
Ｇｅ原料ガス流量：０．１〜１００ｓｃｃｍ
Ｓｂ原料ガス流量：０．１〜１００ｓｃｃｍ
Ｔｅ原料ガス流量：０．１〜１００ｓｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：５０〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０〜２０００ｓｃｃｍ
Ｇｅ原料ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
Ｓｂ原料ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
Ｔｅ原料ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
ＮＨ３ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
ＧｅＳｂＴｅ膜厚：１〜１００ｎｍ
が例示される。
【０１３５】
〔パージ及び大気圧復帰工程〜基板搬出工程〕
パージ及び大気圧復帰工程〜基板搬出工程については、上述の第１実施形態と同様の処理手順および同様の処理条件で行う。
【０１３６】
本実施形態においても、上述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３７】
すなわち、ステップ１ｂで用いるＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスとして、所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）と、この所定元素（Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ）に結合するリガンド（Ｒ）と、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスをそれぞれ用いることで、ウエハ２００上に形成するＧｅＳｂＴｅ膜の平坦性を向上させることができるようになる。なお、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの全てのガスが上述の平面構造を有する場合に限らず、これらのガスのうち一部のガスのみが上述の平面構造をする場合であっても、ＧｅＳｂＴｅ膜の平坦性を向上させる効果が得られる。但し、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの全てのガスが上述の平面構造を有するほうが、ＧｅＳｂＴｅ膜の平坦性を向上させる効果を高めることができ、好ましい。
【０１３８】
また、ステップ１ｂでＧｅＳｂＴｅ層を形成した後、加熱されたウエハ２００に対してＧｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスの分解を促すＮＨ３ガスを供給するステップ２ｂを実施することで、ＧｅＳｂＴｅ層から残留リガンド（Ｒ）を除去することができ、これにより、ウエハ２００上へのＧｅＳｂＴｅ膜の形成を促進することができ、また、ＧｅＳｂＴｅ膜中の不純物濃度を低減させることができるようになる。
【０１３９】
（変形例）
図６（ａ）に示した上述の成膜シーケンスでは、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）供給工程とＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟んで交互に行うサイクルを所定回数行う例について説明したが、本実施形態は係る形態に限定されない。すなわち、図６（ｂ）に示されているように、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）供給工程とＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに交互に連続して行うサイクルを所定回数行うようにしてもよい。但し、図６（ａ）に示す成膜シーケンスの方が、処理室２０１内において原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）とＮＨ３ガスとが気相中で混合し反応してしまうことをより確実に防ぐことができ、処理室２０１内でのパーティクルの発生を抑制したり、処理室２０１内のクリーニング頻度を低減したりすることができ、好ましい。
【０１４０】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１４１】
例えば、図７（ａ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｇｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｓｂ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｔｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１４２】
また、例えば、図７（ｂ）に例示するように、上述のＧｅ原料ガス工程と、ＮＨ３ガス供給工程と、Ｓｂ原料ガス供給工程と、ＮＨ３ガス供給工程と、Ｔｅ原料ガス供給工程と、ＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに連続して行うサイクルを所定回数行うようにしてもよい。但し、図７（ａ）に示す成膜シーケンスの方が、処理室２０１内において原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）とＮＨ３ガスとが気相中で混合し反応してしまうことをより確実に防ぐことができ、処理室２０１内でのパーティクルの発生を抑制したり、処理室２０１内のクリーニング頻度を低減したりすることができ、好ましい。
【０１４３】
また、例えば、図８（ａ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｇｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を１セットとしてこのセットを所定回数（ｘ回）行う工程と、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｓｂ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を１セットとしてこのセットを所定回数（ｙ回）行う工程と、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｔｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を１セットとしてこのセットを所定回数（ｚ回）行う工程と、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１４４】
また、例えば、図８（ｂ）に例示するように、上述のＧｅ原料ガス工程と、ＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに連続して行うセットを所定回数（ｘ回）行う工程と、上述のＳｂ原料ガス工程と、ＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに連続して行うセットを所定回数（ｙ回）行う工程と、上述のＴｅ原料ガス工程と、ＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに連続して行うセットを所定回数（ｚ回）行う工程と、を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うようにしてもよい。但し、図８（ａ）に示す成膜シーケンスの方が、処理室２０１内において原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）とＮＨ３ガスとが気相中で混合し反応してしまうことをより確実に防ぐことができ、処理室２０１内でのパーティクルの発生を抑制したり、処理室２０１内のクリーニング頻度を低減したりすることができ、好ましい。
【０１４５】
なお、図８に示す成膜シーケンスによれば、各セットの実施回数（ｘ、ｙ、ｚ回）を調整することで、形成するＧｅＳｂＴｅ膜の組成、すなわち、膜中のＧｅ，Ｓｂ，Ｔｅの組成比を制御することが可能となる。なお、図８に示す成膜シーケンスでは、各セットの実施回数（ｘ、ｙ、ｚ回）をそれぞれ２回、１回、１回とし、このサイクルをｎ回行うことで、Ｇｅの組成比が、ＳｂやＴｅの組成比よりも大きなＧｅＳｂＴｅ膜を形成する例を示している。
【０１４６】
また、例えば、図９（ａ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガス）の分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてＮＨ３ガスを供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１４７】
また、例えば、図９（ｂ）に例示するように、上述のＧｅ原料ガス工程と、Ｓｂ原料ガス供給工程と、Ｔｅ原料ガス供給工程と、ＮＨ３ガス供給工程とを、それらの間に処理室２０１内をパージする残留ガス除去工程を挟まずに連続して行うサイクルを所定回数行うようにしてもよい。但し、図９（ａ）に示す成膜シーケンスの方が、処理室２０１内において原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）とＮＨ３ガスとが気相中で混合し反応してしまうことをより確実に防ぐことができ、処理室２０１内でのパーティクルの発生を抑制したり、処理室２０１内のクリーニング頻度を低減したりすることができ、好ましい。
【０１４８】
また、上述の実施形態では、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）と反応ガス（ＮＨ３ガス）とを処理室２０１内に交互に供給する交互供給法によりＧｅ膜やＧｅＳｂＴｅ膜を形成する例について説明したが、本発明は係る形態に限定されない。
【０１４９】
例えば、図１０（ａ）に例示するように、処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）の分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給する同時供給法により、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１５０】
また、例えば、図１０（ｂ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、Ｇｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、Ｓｂ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、Ｔｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１５１】
また、例えば、図１１（ａ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、Ｇｅ原料ガスおよびＳｂ原料ガスの分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、Ｔｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１５２】
また、例えば、図１１（ｂ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、Ｇｅ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、Ｓｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１５３】
また、例えば、図１１（ｃ）に例示するように、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＧｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＧｅ原料ガスと、所定元素としてのＴｅと、該Ｔｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＴｅ原料ガスと、Ｇｅ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの分解をそれぞれ促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して、所定元素としてのＳｂと、該Ｓｂに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有するＳｂ原料ガスと、Ｓｂ原料ガスの分解を促進させる反応ガスとしてのＮＨ３ガスとを同時に供給し、その後、処理室２０１内をパージするステップと、
を含むサイクルを所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＧｅＳｂＴｅ膜を形成することができる。
【０１５４】
なお、図７〜図１１に例示した成膜シーケンスにより成膜を行う場合も、上述の実施形態に記載の処理条件と同様な処理条件とすることができる。
【０１５５】
また、上述の実施形態では、所定元素としてＧｅを含む膜（１元系の膜）や、所定元素としてＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅの３種類の元素を含む膜（３元系の膜）を形成する場合について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。すなわち、ウエハ２００上に２種類の所定元素を含む膜（２元系の膜）を形成したり、４種類以上の所定元素を含む膜（４元系以上の膜）を形成したりする場合にも、本発明は好適に適用可能である。
【０１５６】
また、上述の実施形態では、Ｇｅ膜やＧｅＳｂＴｅ膜といった半金属元素を含む膜を形成する場合について説明したが、本発明は係る態様に限定されず、例えば、Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ以外のＴｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ａｌ等の金属元素を含む膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。また例えば、本発明は、ＴｉＮ膜、ＴａＮ膜、ＨｆＮ膜、ＺｒＮ膜、ＡｌＮ膜等の窒素を含む金属膜（金属窒化膜）を形成する場合にも、好適に適用できる。また例えば、これらにＳｉ等の半導体元素を付加したシリサイド膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。
【０１５７】
なお、例えばＴａのように原子価が５である金属元素に結合するリガンドの数が３となるようにするには、金属元素（Ｔａ）と２つのリガンド（Ｒ）とが二重結合によって結合され、金属元素（Ｔａ）と残りの１つのリガンド（Ｒ）とが一重結合によって結合されているような原料（Ｔｅ原料）を選択したり、金属元素（Ｔａ）と１つのリガンド（Ｒ）とが三重結合によって結合され、金属元素（Ｔａ）と残りの２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ一重結合によって結合されているような原料（Ｔｅ原料）を選択したりすることが好ましい。このような原料を選択した場合、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成することが容易となる。
【０１５８】
また、例えばＴａのように原子価が５である金属元素に結合するリガンドの数が２となるようにするには、金属元素（Ｔａ）と１つのリガンド（Ｒ）とが三重結合によって結合され、金属元素（Ｔａ）と残りの１つのリガンド（Ｒ）とが二重結合によって結合されているような原料（Ｔａ原料）を選択することが好ましい。このような原料を選択した場合、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを、常に生成することができるようになる。
【０１５９】
また、例えばＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉのように原子価が４である金属元素や半導体元素に結合するリガンドの数が３となるようにするには、Ｇｅの場合と同様に、金属元素（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ）や半導体元素（Ｓｉ）と１つのリガンド（Ｒ）とが二重結合によって結合され、金属元素（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ）や半導体元素（Ｓｉ）と残りの２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ一重結合によって結合されているような原料（Ｔｉ原料、Ｈｆ原料、Ｚｒ原料、Ｓｉ原料）を選択することが好ましい。このような原料を選択した場合、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスや、半導体元素と、該半導体元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを生成することが容易となる。
【０１６０】
また、例えばＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｓｉのように原子価が４である金属元素や半導体元素に結合するリガンドの数が２となるようにするには、Ｇｅの場合と同様に、金属元素（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ）や半導体元素（Ｓｉ）と２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ二重結合によって結合されているような原料（Ｔｉ原料、Ｈｆ原料、Ｚｒ原料、Ｓｉ原料）を選択したり、金属元素（Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ）や半導体元素（Ｓｉ）と２つのリガンド（Ｒ）とがそれぞれ一重結合と三重結合とによって結合されているような原料（Ｔｉ原料、Ｈｆ原料、Ｚｒ原料、Ｓｉ原料）を選択したりすることが好ましい。このような原料を選択した場合、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスや、半導体元素と、該半導体元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを、常に生成することができるようになる。
【０１６１】
また、例えばＡｌのように原子価が３であるような元素を金属元素として含む原料を用いる場合、Ｓｂの場合と同様に、金属元素に結合するリガンドの数は常に３以下となる。つまり、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスが生成され易くなる。なお、金属元素に結合するリガンドの数が２となるようにするには、金属元素とリガンドとの結合が二重結合を含むような原料を選択することが好ましい。すなわち、金属元素と２つのリガンドとのうちいずれかが二重結合によって結合され、残りが一重結合によって結合されているような原料を選択することが好ましい。このような原料を選択した場合、金属元素と、該金属元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスが、常に生成されるようになる。
【０１６２】
なお、これらの原料ガスを用いて金属系薄膜を形成する際、反応ガスとしては、上述の実施形態と同様なガスを用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【０１６３】
また、上述の実施形態では、原料ガス供給口２１０ａ、反応ガス供給口２１０ｂをそれぞれ１つずつ設ける例について説明したが、このようにした場合、特に、図１０や図１１に例示した同時供給法を用いる成膜シーケンスにおいては、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）と、反応ガス（ＮＨ３ガス）とを、シャワー板２４０ｂよりも上流側で事前に混合させないように、すなわち、シャワーヘッド２４０内で反応させないようにすることができ、シャワーヘッド２４０内におけるＧｅＳｂＴｅ等の堆積を防ぐことが可能となる。これにより、処理室２０１内のパーティクルの発生を抑制したり、シャワーヘッド２４０のクリーニング頻度を低減したりすることが可能となる。
【０１６４】
なお、この場合、原料ガス供給口２１０ａ、反応ガス供給口２１０ｂをそれぞれ複数設けてもよい。原料ガス供給口２１０ａを原料ガスの種類ごとに複数設けることとした場合、原料ガス供給口２１０ａ内で複数種の原料ガスが混合して反応してしまうことを防ぐことができ、処理室２０１内のパーティクルの発生を抑制したり、原料ガス供給口２１０ａのクリーニング頻度を低減したりすることが可能となる。また、反応ガス供給口２１０ｂを分散させて複数設けた場合、反応ガスを処理室２０１内に均一に拡散させ易くなり、所定元素を含む膜の膜厚均一性等を向上させること可能となる。
【０１６５】
また、例えば図５〜図９に例示した交互供給法を用いる成膜シーケンスにおいては、原料ガス（Ｇｅ原料ガス、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス）と反応ガス（ＮＨ３ガス）とを処理室２０１内に交互に供給することとし、同時には供給しないようにしているため、原料ガス供給口２１０ａと反応ガス供給口２１０ｂとを別々に設けずに、これらを一体のガス供給口として構成するようにしてもよい。この場合、原料ガスと反応ガスとは、それぞれシャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に交互に供給されることとなる。
【０１６６】
また、上述の実施形態では、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薄膜を成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、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薄膜を成膜する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、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薄膜を成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、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薄膜を成膜する場合にも、好適に適用できる。
【０１６７】
また、上述の各実施形態等は、適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６８】
また、本発明は、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、本発明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発明に係るプロセスレシピに変更することも可能である。
【実施例】
【０１６９】
実施例として、上述の実施形態における基板処理装置を用いて、上述の第１実施形態の成膜シーケンスにより、ウエハ上にＧｅ膜を形成した。図１７は本実施例に係るガス供給シーケンスを示すタイミング図である。Ｇｅ原料ガスとしては、その組成式中におけるリガンドの数が２であり、Ｇｅと各リガンドとを結ぶ直線同士がなす角度が１８０°であるガス、すなわち、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスを用いた。また、反応ガスとしてはＮＨ３ガスを用い、不活性ガスとしてはＮ２ガスを用いた。なお、ステップ１ａにおけるＧｅ原料ガスのガス供給時間は１５秒、Ｎ２ガスのガス供給時間（パージ時間）は３０秒とし、ステップ２ａにおけるＮＨ３ガスのガス供給時間は１０秒、Ｎ２ガスのガス供給時間（パージ時間）は３０秒とした。その他の処理条件は、上述の第１実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の値に設定した。そして、ウエハ上に形成したＧｅ膜の膜厚とＲＭＳラフネス（表面粗さ）とをそれぞれ測定した。なお、ＲＭＳラフネスは、その値が小さいほど、表面が平坦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。以下、ＲＭＳラフネスを、単に、ＲＭＳ、或いはラフネスともいう。
【０１７０】
また、参考例として、上述の実施形態における基板処理装置を用いて、図１８に示すガス供給シーケンスにより、ウエハ上にＧｅ膜を形成した。Ｇｅ原料ガスとしては、実施例で用いたＧｅ原料ガスと同じ物質、すなわち、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスを用いた。また、不活性ガスとしてはＮ２ガスを用いた。反応ガスとしてのＮＨ３ガスは供給しなかった。その他の処理条件は、上述の第１実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の値に設定した。そして、ウエハ上に形成したＧｅ膜の膜厚とＲＭＳラフネスとをそれぞれ測定した。
【０１７１】
その結果、参考例に係るＧｅ膜の膜厚は１．４１ｎｍとなり、ＲＭＳは０．４５４ｎｍとなったことを確認した。すなわち、Ｇｅ原料ガスとして、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスを用いることで、ウエハ上に、平坦性の高いＧｅ膜を形成できることを確認した。
【０１７２】
また、実施例に係るＧｅ膜の膜厚は１．６９ｎｍとなり、ＲＭＳは０．４３７ｎｍとなったことを確認した。すなわち、Ｇｅ原料ガスとして、Ｇｅと、該Ｇｅに結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる平面構造を有するガスを用いることで、ウエハ上に形成するＧｅ膜の平坦性を向上させることができると共に、ウエハ上に形成したＧｅ層に対してＮＨ３ガスを供給するステップ２ａを行うことにより、Ｇｅ膜を構成する結晶粒の粒径を小さくすることができ、Ｇｅ膜の平坦性をさらに向上させることができることを確認した。
【０１７３】
なお、単位膜厚あたりのＲＭＳ、すなわち、ＲＭＳと膜厚との比（ＲＭＳ／膜厚）を比較すると、ＮＨ３ガスを供給しなかった参考例ではＲＭＳ／膜厚が０．３２２（＝０．４５４／１．４１）となるのに対し、ＮＨ３ガスを供給するステップ２ａを行った実施例ではＲＭＳ／膜厚が０．２５９（＝０．４３７／１．６９）となり、ＮＨ３ガスを供給することでラフネス低減の効果が得られることを確認した。すなわち、Ｇｅ層に対してＮＨ３ガスを供給するステップ２ａを行うことにより、２０％（＝（１−（０．２５９／０．３２２））×１００）のラフネス改善効果が得られることを確認した。
【０１７４】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１７５】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する工程を有する基板処理方法が提供される。  
【０１７６】
（付記２）
付記１の基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスの組成式中（１分子中）における前記リガンドの数が３以下である。
【０１７７】
（付記３）
付記１の基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスの組成式中（１分子中）における前記リガンドの数が２または３である。
【０１７８】
（付記４）
付記１の基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスの組成式中（１分子中）における前記リガンドの数が２である。
【０１７９】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記リガンドは、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）のうち少なくともいずれかの元素を含む。
【０１８０】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素と前記各リガンドとを結ぶ直線同士がなす角度が略１８０°または略１２０°である。
【０１８１】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素の原子価は４価以上である。
【０１８２】
（付記８）
付記１乃至６のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素の原子価は４価である。
【０１８３】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素と前記リガンドとの結合は、二重結合以上の結合を含む。
【０１８４】
（付記１０）
付記１乃至８のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素と前記リガンドとの結合は、二重結合または三重結合を含む。
【０１８５】
（付記１１）
付記１乃至１０のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素は金属元素、半金属元素および半導体元素のうち少なくともいずれかの元素を含む。
【０１８６】
（付記１２）
付記１乃至１０のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素はゲルマニウム（Ｇｅ）を含む。
【０１８７】
（付記１３）
付記１乃至１１のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは複数の原料ガスを含み、前記複数の原料ガスは、それぞれ異なる所定元素を含む。
【０１８８】
（付記１４）
付記１乃至１１のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは、第１の所定元素を含む第１の原料ガスと、第２の所定元素を含む第２の原料ガスとを含む。  
【０１８９】
（付記１５）
付記１乃至１１のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは、第１の所定元素を含む第１の原料ガスと、第２の所定元素を含む第２の原料ガスと、第３の所定元素を含む第３の原料ガスとを含む。
【０１９０】
（付記１６）
付記１３乃至１５のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記各所定元素は金属元素、半金属元素および半導体元素のうち少なくともいずれかの元素を含む。
【０１９１】
（付記１７）
付記１乃至１３、１５のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記原料ガスは、ゲルマニウム（Ｇｅ）を含む第１の原料ガスと、アンチモン（Ｓｂ）を含む第２の原料ガスと、テルル（Ｔｅ）を含む第３の原料ガスとを含む。  
【０１９２】
（付記１８）
付記１乃至１７のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記反応ガスは、還元ガスを含む。
【０１９３】
（付記１９）
付記１乃至１８のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記反応ガスは、水素含有ガスを含む。
【０１９４】
（付記２０）
付記１乃至１９のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記反応ガスは、アンモニア（ＮＨ３）ガスおよび水素（Ｈ２）ガスのうち少なくとも何れかを含む。
【０１９５】
（付記２１）
付記１乃至２０のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素を含む膜を形成する工程では、前記原料ガスを供給する工程と、前記反応ガスを供給する工程と、を交互に行うサイクルを所定回数行う。
【０１９６】
（付記２２）
付記１乃至２１のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素を含む膜を形成する工程は、基板を処理室内に収容した状態で行われ、
前記原料ガスと前記反応ガスとは、異なる供給口より別々に前記処理室内へ供給される。
【０１９７】
（付記２３）
付記１乃至２２のいずれかの基板処理方法であって、好ましくは、
前記所定元素を含む膜を形成する工程は、前記原料ガスが熱分解する条件下で行われる。
【０１９８】
（付記２４）
本発明の他の態様によれば、
基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する工程と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１９９】
（付記２５）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板に対して処理が行われる処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する処理を行うように、前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０２００】
（付記２６）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【０２０１】
（付記２７）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内の基板に対して、所定元素と、該所定元素に結合するリガンドと、が同一平面上に配置されてなる構造を有する原料ガスを供給する手順と、
前記処理室内の前記基板に対して、前記原料ガスの分解を促進させる反応ガスを供給する手順と、
を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に、前記所定元素を含む膜を形成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０２０２】
２００    ウエハ（基板）
２０６    ヒータ
２０１    処理室
２０２    処理容器
２１０ａ  原料ガス供給口
２１０ｂ  反応ガス供給口
２８０    コントローラ（制御部）
【図１】
2014084506.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014084506.tif 000009
【図８】
2014084506.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014084506.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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