(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を処理室に搬入する工程と、
前記基板に対し、酸素及びRuを含有する原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して、
前記導体膜上にRu膜を選択成長させる工程と、
前記基板から前記原料ガスの噴出箇所までの距離が、前記原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるよう前記基板が存在する領域の圧力を調整する工程と、
を有し、前記選択成長させる工程では、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素及びRuを含有する原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とし、前記原料ガスの供給よりも先に前記酸素非含有還元ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記酸素非含有還元ガスの分圧を調整することにより前記Ru膜の成長速度を制御する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記選択成長させる工程では、
前記原料ガスを供給するプロセス条件を、第１のプロセス条件で供給する第１工程と、
第２のプロセス条件で供給する第２工程と、
を有する
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２のプロセス条件は、前記プロセス条件の内、分圧、供給流量、供給時間の少なくともいずれかを、第１のプロセス条件の分圧、供給流量、供給時間よりも増加させた条件である
請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記選択成長させる工程では、
前記酸素非含有還元ガスの供給を継続した状態で前記原料ガスを断続的に供給する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記選択成長させる工程では、
前記原料ガスを供給するシャワーヘッドの温度を、前記原料ガスが凝集する温度以上、前記原料ガスが熱分解する温度未満に加熱する
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を収容する処理室と、
前記処理室に、酸素及びRuを含有する原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給するガス供給系と、
前記基板から前記原料ガスの噴出箇所までの距離が、前記原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるよう前記処理室内の圧力を調整し、
前記処理室に、前記基板を収容した状態で、前記基板に対して、前記原料ガスと前記酸素非含有還元ガスと供給して、前記導体膜上にRu膜を選択成長させる処理を行わせ、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素及びRuを含有する原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とし、前記原料ガスの供給よりも先に前記酸素非含有還元ガスを供給するよう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８】
前記制御部は、
前記選択成長させる処理では、
前記原料ガスを供給するプロセス条件を、第１のプロセス条件で供給する第１処理と、
第２のプロセス条件で供給する第２処理と、行わせる様に前記ガス供給系を制御する様に構成される請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記ガス供給系はシャワーヘッドを有し、
前記制御部は、
前記選択成長させる処理では、
前記シャワーヘッドの温度を、前記原料ガスが凝集する温度以上、前記原料ガスが熱分解する温度未満に加熱する様に構成される
請求項７または８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を処理室に搬入する手順と、
前記基板に対し、酸素及びRuを含有する原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して、
前記導体膜上にRu膜を選択成長させる手順と、
前記基板から前記原料ガスの噴出箇所までの距離が、前記原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるよう前記基板が存在する領域の圧力を調整させる手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記選択成長させる手順において、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とし、前記原料ガスの供給よりも先に前記酸素非含有還元ガスを供給するプログラム。
【請求項１１】
前記選択成長させる手順では、
前記原料ガスを供給するプロセス条件を、第１のプロセス条件で供給する第１手順と、
第２のプロセス条件で供給する第２手順と、
を有する請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置、ガス供給システムおよびプログラムに関する。
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に金属膜を形成する工程が行われることがある（特許文献１）。また、金属膜を基板上の所定領域に選択的に形成する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一目的は、基板上の所定領域上への金属膜の選択的な形成に適することができる新規な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を準備する工程と、
前記基板に対し、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる工程と、
を有し、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とする技術が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、金属膜を基板上の所定領域に選択的に形成する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦断面概略図である。
【図２】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のガス供給系を説明するための図である。
【図３】図１に示す基板処理装置が有するコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明が適用可能なデバイス構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるシーケンスを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例２におけるシーケンスを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦断面概略図である。
【図８】本発明の第４の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜本発明の第１の実施形態＞
以下、本発明の好適な第１の実施形態について図１〜３を用いて説明する。基板処理装置１０は、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程である基板処理工程において使用される装置の一例として構成されている。
【０００９】
まず、本実施形態で使用される基板処理装置について説明する。この基板処理装置は、具体的には半導体装置の製造装置であり、半導体装置の製造工程の一工程で使用される。
【００１０】
下記の説明では、基板処理装置の一例として、一度に１枚の基板に対し成膜処理等を行う枚葉式の基板処理装置を使用した場合について述べる。
【００１１】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置１０の概略構成図である。
【００１２】
＜処理室＞
図１に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は処理容器１０２を備えている。処理容器１０２は、例えば上面視が円形を呈する扁平な密閉容器として構成される。また、処理容器１０２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、または、石英（ＳｉＯ２）等により構成される。処理容器１０２内には処理室１０１が形成される。処理室１０１では、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ１００が処理される。本実施形態では、後述の構成により、コールドウォールタイプの処理室１０１が形成される例について説明する。
【００１３】
＜支持台＞
処理容器１０２内には、ウエハ１００を支持する支持台１０３が設けられる。支持台１０３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）により構成される。支持台１０３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）により構成された支持板としてのサセプタ１１７が設けられ、このサセプタ１１７にウエハ１００が載置される。支持台１０３には、ウエハ１００を加熱する加熱手段（加熱源）としてのヒータ１０６が内蔵される。また、支持台１０３の下端部（支柱）は、処理容器１０２の底部を貫通している。
【００１４】
＜昇降機構＞
処理容器１０２の外部には、支持台１０３の下端部に接続された昇降機構１０７ｂが設けられる。この昇降機構１０７ｂを作動させることにより、支持台１０３を昇降させ、サセプタ１１７上に支持されるウエハ１００を昇降させる。支持台１０３（サセプタ１１７）は、ウエハ１００の搬送時には後述のウエハ搬送口１５０の高さまで下降し、ウエハ１００の処理時にはウエハ処理位置（図示の位置）まで上昇する。なお、支持台１０３の下端部の周囲は、ベローズ１０３ａにより覆われており、処理容器１０２内は気密に保持されている。
【００１５】
＜リフトピン＞
また、処理容器１０２の底面（床面）には、複数本、例えば３本のリフトピン１０８ｂが設けられる。また、支持台１０３（サセプタ１１７も含む）には、かかるリフトピン１０８ｂを貫通させる貫通孔１０８ａが、リフトピン１０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられる。そして、支持台１０３をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン１０８ｂの上端が貫通孔１０８ａを介してサセプタ１１７の上面から突出して、リフトピン１０８ｂがウエハ１００を下方から支持する。また、支持台１０３をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン１０８ｂはサセプタ１１７の上面から埋没して、サセプタ１１７がウエハ１００を下方から支持する。なお、リフトピン１０８ｂは、ウエハ１００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００１６】
＜ウエハ搬送口＞
処理容器１０２の内壁側面には、処理容器１０２の内外にウエハ１００を搬送するためのウエハ搬送口１５０が設けられる。ウエハ搬送口１５０にはゲートバルブ１５１が設けられ、このゲートバルブ１５１を開くことにより、処理容器１０２内と搬送室（予備室）１７１内とが連通する。搬送室１７１は搬送容器（密閉容器）１７２内に形成されており、搬送室１７１内にはウエハ１００を搬送する搬送ロボット１７３が設けられている。搬送ロボット１７３には、ウエハ１００を搬送する際にウエハ１００を支持する搬送アーム１７３ａが備えられている。支持台１０３をウエハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ１５１を開くことにより、搬送ロボット１７３により処理室１０１内と搬送室１７１内との間でウエハ１００を搬送することが可能とされる。処理室１０１内に搬送されたウエハ１００は、上述したようにリフトピン１０８ｂ上に一時的に載置される。なお、搬送容器１７２においてウエハ搬送口１５０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、搬送ロボット１７３によりロードロック室内と搬送室１７１内との間でウエハ１００を搬送することが可能とされる。なお、ロードロック室は、未処理もしくは処理済のウエハ１００を一時的に収容する予備室として機能する。
【００１７】
＜排気系＞
処理容器１０２の内壁側面であって、ウエハ搬送口１５０の反対側には、処理容器１０２内の雰囲気を排気する排気口１６０が設けられる。排気口１６０には排気チャンバ１６０ａを介して排気管１６１が接続され、排気管１６１には、処理室１０１内を所定の圧力に制御する圧力制御装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器１６２、原料回収トラップ１６３、および真空ポンプ１６４が順に直列に接続されている。主に、排気口１６０、排気管１６１、圧力調整器１６２によって、排気系（排気ライン）が構成される。なお、原料回収トラップ１６３、真空ポンプ１６４を排気系に含めて考えてもよい。
【００１８】
＜ガス導入口＞
処理容器１０２の上部（後述のシャワーヘッド１４０の上面（天井壁））には、処理容器１０２内に各種ガスを供給するガス導入口１１０，１２０，１３０が設けられている。ガス導入口１１０，１２０，１３０には、ガス供給システムとしてのガス供給系（後述）が接続される。
【００１９】
＜シャワーヘッド＞
処理容器１０２においてガス導入口１１０，１２０，１３０と処理室１０１との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド１４０が設けられる。シャワーヘッド１４０は、ガス導入口１１０から導入されるガスを分散させる分散板１４０ａと、分散板１４０ａを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台１０３上のウエハ１００の表面に供給するシャワー板１４０ｂと、を備えている。分散板１４０ａおよびシャワー板１４０ｂには、複数の通気孔（貫通孔とも称する）が設けられている。分散板１４０ａは、シャワーヘッド１４０の上面およびシャワー板１４０ｂと対向するように配置されており、シャワー板１４０ｂは、支持台１０３上のウエハ１００と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド１４０の上面と分散板１４０ａとの間、および分散板１４０ａとシャワー板１４０ｂ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、ガス導入口１１０，１２０，１３０から供給されるガスを混合させる第１バッファ空間１４０ｃ（混合領域、プリミックスゾーンとも称する）、および分散板１４０ａを通過したガスを拡散させる第２バッファ空間１４０ｄ（調圧領域とも称する）としてそれぞれ機能する。なお、分散板１４０ａに設けられた複数の通気孔のコンダクタンスを、シャワー板１４０ｂに設けられた複数の通気孔のコンダクタンスより低下させることにより、ガス導入口１１０，１２０，１３０から供給されるガスを均一に混合することが可能となる。例えば、分散板１４０ａに設けられた複数の通気孔の数を、シャワー板１４０ｂに設けられた複数の通気孔の数より少なくしてもよい。または、分散板１４０ａに設けられた複数の通気孔の穴径を、シャワー板１４０ｂに設けられた複数の通気孔の穴径より小さくしてもよい。
【００２０】
＜排気ダクト＞
処理室１０１の内壁側面には、段差部１０１ａが設けられる。この段差部１０１ａは、コンダクタンスプレート１０４を保持する。コンダクタンスプレート１０４は、内周部にウエハ１００を収容する孔が設けられたリング状の板材として構成される。コンダクタンスプレート１０４の外周部には、所定間隔で周方向に配列された複数の排出口１０４ａが設けられている。
【００２１】
処理容器１０２において支持台１０３の外周部には、ロワープレート１０５が係止される。ロワープレート１０５は、リング状の凹部１０５ｂと、凹部１０５ｂの内周側上部に一体的に設けられたフランジ部１０５ａとを備えている。凹部１０５ｂは、支持台１０３の外周部と、処理室１０１の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部１０５ｂの底部のうち排気口１６０付近の一部には、凹部１０５ｂ内から排気口１６０側へガスを排出（流通）させるプレート排気口１０５ｃが設けられている。フランジ部１０５ａは、支持台１０３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１０５ａが支持台１０３の上部外周縁上に係止することにより、支持台１０３の昇降に伴い、ロワープレート１０５が支持台１０３と共に昇降される。
【００２２】
支持台１０３がウエハ処理位置まで上昇すると、コンダクタンスプレート１０４がロワープレート１０５の凹部１０５ｂの上部開口面を塞ぎ、凹部１０５ｂの内部をガス流路領域とする排気ダクト１５９が形成される。なお、コンダクタンスプレート１０４およびロワープレート１０５は、排気ダクト１５９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１０１内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口１１０，１２０，１３０からシャワーヘッド１４０へ供給されたガスは、第１バッファ空間１４０ｃを経て分散板１４０ａの孔から第２バッファ空間１４０ｄへと入り、さらにシャワー板１４０ｂの孔を通過して処理室１０１内に供給され、ウエハ１００上に均一に供給される。そして、ウエハ１００上に供給されたガスは、ウエハ１００の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウエハ１００に接触した後の余剰なガスは、ウエハ１００外周部に位置する排気ダクト１５９上、すなわち、コンダクタンスプレート１０４上を、ウエハ１００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１０４に設けられた排出口１０４ａから、排気ダクト１５９内のガス流路領域内（凹部１０５ｂ内）へと排出される。その後、ガスは排気ダクト１５９内を流れ、プレート排気口１０５ｃを経由して排気口１６０へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室下部、すなわち、支持台１０３の裏面や処理室１０１の底面側へのガスの回り込みが抑制される。
【００２４】
＜ガス供給系＞
続いて、上述したガス導入口１１０，１２０，１３０に接続されるガス供給システムとしてのガス供給系の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置のガス供給系の構成図である。
【００２５】
（ガス供給系）
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，および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およ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。
【００２６】
上記構成における一例として、ガス供給管３１０からは、処理ガスとして、原料ガスが、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４を介して処理室１０１内へ供給される。原料ガスとしては、例えば金属元素および酸素（Ｏ）を含むガス（酸素（Ｏ）リガンド含有金属原料ガス、Ｏ含有金属原料ガス、Ｏ含有金属原料）であって、例えば、（η５−２，４−ジメチルオキソペンタジエニル）（η５−エチルシクロペンタジエニル）ルテニウム（Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ））を用いることができる。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、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。
【００２７】
ガス供給管３２０からは、処理ガスとして、還元ガスがＭＦＣ３２２、バルブ３２４を介して処理室１０１内へ供給される。ガス供給管３２０から供給される還元ガスとしては、酸素（Ｏ）を含まないガス（酸素（Ｏ）非含有ガス、Ｏ非含有還元ガス）であって、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。
【００２８】
ガス供給管３３０からは、処理ガスとして、還元ガスがＭＦＣ３３２、バルブ３３４を介して処理室１０１内へ供給される。ガス供給管３３０から供給される還元ガスとしては、水素（Ｈ）を含むガス（Ｈ含有ガス、Ｈ含有還元ガス）であって、例えば水素（Ｈ２）ガスを用いることができる。ガス供給管３３０から供給される還元ガスは、後述する前処理ステップで前処理を行うために使用される。
【００２９】
ガス供給管５１０，５２０，５３０からは、不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２，５３２，バルブ５１４，５２４，５３４を通ってガス導入口１１０，１２０，１３０へ供給される。
【００３０】
ガス供給管３１０，３２０，３３０から上述のような処理ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０，３２０，３３０，ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，バルブ３１４，３２４，３３４により処理ガス供給系が構成される。ガス導入口１１０，１２０，１３０を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。処理ガス供給系を、単にガス供給系と称することもできる。
【００３１】
ガス供給管から処理ガスとして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。ガス供給管３１０から原料ガスとしてＯリガンド含有金属原料ガス（Ｏ含有金属原料ガス、Ｏ含有金属原料）を流す場合、原料ガス供給系をＯリガンド含有金属原料ガス供給系（Ｏ含有金属原料ガス供給系、Ｏ含有金属原料供給系）と称することもできる。Ｏ含有金属原料ガスとしてＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を供給する場合、Ｏリガンド含有金属原料ガス供給系をＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）供給系と称することもできる。
【００３２】
ガス供給管３２０から処理ガスとして還元ガスを流す場合、主に、ガス供給管３２０，３３０，ＭＦＣ３２２，３３２，バルブ３２４，３３４により処理ガス供給系が構成される。ガス導入口１２０，１３０を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００３３】
ガス供給管３２０から還元ガスとしてＯ非含有ガス（Ｏ非含有還元ガス）を流す場合、主に、ガス供給管３２０，ＭＦＣ３２２，バルブ３２４によりＯ非含有ガス供給系（Ｏ非含有還元ガス供給系）が構成される。ガス供給管３２０からＯ非含有ガスとしてＮＨ３ガスを流す場合、Ｏ非含有ガス供給系をＮＨ３ガス供給系と称することもできる。ＮＨ３ガス供給系をＮＨ３供給系と称することもできる。
【００３４】
ガス供給管３３０から還元ガスとしてＨ含有ガスを流す場合、主に、ガス供給管３３０，ＭＦＣ３３２，バルブ３３４によりＨ含有ガス供給系が構成される。ガス供給管３３０から、Ｈ含有ガスとしてはＨ２ガスを供給する場合、Ｈ含有ガス供給系をＨ２ガス供給系と称することもできる。Ｈ２ガス供給系をＨ２供給系と称することもできる。
【００３５】
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。この不活性ガスはパージガス、希釈ガス、あるいは、キャリアガス等として作用することから、不活性ガス供給系を、パージガス供給系、希釈ガス供給系、あるいは、キャリアガス供給系と称することもできる。ガス供給管３１０，３２０，３３０よりそれぞれ供給された反応阻害ガス、原料ガス、反応ガスをキャリアガスで希釈することにより、サセプタ１１７に載置されるウエハ１００面内の膜厚均一性等のウエハ１００におけるウエハ１００の処理の均一性を調整することができる。
【００３６】
（制御部）
図１に示すように、基板処理装置は制御部としてのコントローラ３００を備える。図３に、本実施形態に係る制御部と各構成の接続例を示す。制御部（制御手段）であるコントローラ３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３８０ｂ、記憶装置３８０ｃ、Ｉ／Ｏポート３８０ｄを備えたコンピュータとして構成される。ＲＡＭ３８０ｂ、記憶装置３８０ｃ、Ｉ／Ｏポート３８０ｄは、内部バス３８０ｅを介して、ＣＰＵ３８０ａとデータ交換可能なように構成される。コントローラ３００には、マン−マシンインタフェースとして、例えばタッチパネル等として構成された入力装置３８２や、表示装置（ディスプレイ）３７２が接続される。
【００３７】
記憶装置３８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成される。記憶装置３８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件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る。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ３００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、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、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、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ３８０ｂは、ＣＰＵ３８０ａ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。
【００３８】
Ｉ／Ｏポート３８０ｄは、ヒータ１０６、昇降機構１０７ｂ、ゲートバルブ１５１、搬送ロボット１７３、圧力調整器１６２、真空ポンプ１６４、ＭＦＣ３１２，３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４等に接続されている。
【００３９】
ＣＰＵ３８０ａは、記憶装置３８０ｃ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３８２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置３８０ｃからプロセスレシピを読み出す。ＣＰＵ３８０ａは、読み出した制御プログラムおよびプロセス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、圧力調整器１６２の圧力調整動作、ヒータ１０６の温度調整動作、真空ポンプ１６４の起動および停止、昇降機構１０７ｂによる支持台１０３の昇降動作、等を制御するように構成されている。
【００４０】
コントローラ３００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（ＵＳＢ  Ｆｌａｓｈ  Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）３８３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３８０ｃや外部記憶装置３８３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。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３８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置３８３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置３８３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。
【００４１】
（２）基板処理工程（成膜工程）
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、表面に、トレンチ（溝）の形成された基板に対して、金属膜を形成する工程の一例について図５を用いて説明する。金属膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理室１０１内において実行される。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３００により制御される。
【００４２】
＜本発明の第１の実施形態＞
本実施形態の好適な成膜シーケンス（単にシーケンスとも称する）は、絶縁膜（例えば、ＳｉＯ膜）と導体膜（例えば、Ｃｕ膜）とが表面に露出するウエハ１００を準備する工程と、ウエハ１００に対して、酸素（Ｏ）含有金属原料ガス（例えば、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ））と酸素（Ｏ）非含有還元ガス（例えば、ＮＨ３ガス）とを供給して、導体膜上に金属膜（例えば、Ｒｕ膜）を選択成長させる工程と、
を有し、酸素非含有還元ガスのウエハ１００への供給量に対する酸素含有金属原料ガスのウエハ１００への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とすることにより、導体膜の酸化を抑制しつつ、導体膜上に金属膜を形成することが可能となる。  
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
本明細書において金属膜という用語は、金属原子を含む導電性の物質で構成される膜を意味し、これには、導電性の金属単体膜の他に、導電性の金属窒化膜（メタルナイトライド膜）、導電性の金属酸化膜（メタルオキサイド膜）、導電性の金属酸窒化膜（メタルオキシナイトライド膜）、導電性の金属複合膜、導電性の金属合金膜、導電性の金属シリサイド膜（メタルシリサイド膜）、導電性の金属炭化膜（メタルカーバイド膜）、導電性の金属炭窒化膜（メタルカーボナイトライド膜）等が含まれる。なお、Ｒｕ膜は導電性の金属単体膜である。
【００４７】
（基板準備ステップ）
まず、ウエハ搬送口１５０に設けられたゲートバルブ１５１が開放され、搬送ロボット１７３によって搬送室１７１から処理容器１０２内に表面にトレンチ(溝)が形成されたウエハ１００が搬送される。
【００４８】
（基板載置ステップ）
処理容器１０２内に搬送されたウエハ１００は、リフトピン１０８ｂに載置される。そして、支持台１０３をウエハ処理位置まで上昇させることにより、ウエハ１００はサセプタ１１７に載置される。
【００４９】
（圧力・温度調整ステップ）
ウエハ１００がサセプタ１１７に載置されると、ゲートバルブ１５１が閉じられ、処理室１０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ１６４によって真空排気される。この際、処理室１０１内の圧力は、圧力センサ（不図示）により測定され、ＡＰＣバルブ１６２でフィードバック制御される。また、サセプタ１１７に載置されたウエハ１００は、支持台１０３に内蔵されたヒータ１０６によって所定の温度に加熱される。この際、ウエハ１００が所定の温度分布となるように、温度センサ（不図示）が検出した温度情報に基づいてヒータ１０６への通電量がフィードバック制御される。
【００５０】
上記した圧力調整および温度調整は、後述する成膜工程が終了するまでの間、常に実行される。
【００５１】
（前処理ステップ）
続いて，前処理ステップを実行する。前処理ステップは、以下に説明するＨ２ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップを含む。
【００５２】
（Ｈ２ガス供給ステップ）
まず、バルブ３３４を開き、ガス供給管３３０内にＨ含有還元ガスであるＨ２ガスを流す。ガス供給管３３０内を流れたＨ２ガスは、ＭＦＣ３３２により流量調整される。流量調整されたＨ２ガスは、ガス導入口１３０から処理室１０１内に供給され、排気管１６１から排気される。このとき、ウエハ１００に対してＨ２ガスが供給されることとなる。すなわちウエハ１００の表面はＨ２ガスに暴露されることとなる。このとき、ガス導入口１１０，１２０へのＨ２ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４，５２４を開き、キャリアガス供給管５１０，５２０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管３１０，３２０、ガス導入口１１０，１２０を介して処理室１０１内に供給され、排気管１６１から排気される。
【００５３】
このとき真空ポンプ１６４を適正に調整して、処理室１０１内の圧力を、例えば１〜１０００Ｐａの範囲内の（所定の）圧力、好ましくは２００〜１０００Ｐａの範囲内の（所定の）圧力、より好ましくは８００〜１０００Ｐａの範囲内の（所定の）圧力とする。なお、本明細書では、数値の範囲として、例えば１〜１０００Ｐａと記載した場合は、１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下を意味する。すなわち、数値の範囲内には１Ｐａおよび１０００Ｐａが含まれる。圧力のみならず、流量、時間、温度等、本明細書に記載される全ての数値について同様である。ＭＦＣ３３２で制御するＨ２ガスの供給流量を、例えば１〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、好ましくは５００〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、より好ましくは１５００〜２０００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量とする。Ｈ２ガスをウエハ１００に対して供給する時間、すなわちガス供給時間（照射時間）は、例えば６０〜１８０００秒の範囲内の（所定の）時間、好ましくは２４００〜１８０００秒の範囲内の（所定の）時間、より好ましくは３２００〜４０００秒の範囲内の（所定の）時間とする。ヒータ１０６の温度は、ウエハ１００の温度が、例えば２００〜４００℃の範囲内の（所定の）温度、好ましくは２５０〜４００℃の範囲内の（所定の）温度、より好ましくは３５０〜４００℃の範囲内の（所定の）温度となるよう設定する。
【００５４】
Ｈ２ガスの供給により、前処理としてウエハ１００の表面に形成された自然酸化膜を還元除去し、ウエハ１００の表面を清浄化することができる。
【００５５】
（残留ガス除去ステップ）
ウエハ１００の表面に形成された自然酸化膜が還元除去された後、バルブ３３４を閉じ、Ｈ２ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ１６２は開いたままとして、真空ポンプ１６４により処理室１０１内を真空排気し、処理室１０１内に残留する未反応もしくは中途半端に分解されたＨ２ガスを処理室１０１内から排除する。このとき、バルブ５１４，５２４，５３４は開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室１０１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、処理室１０１内に残留する未反応もしくは中途半端に分解されたＨ２ガスを処理室１０１内から排除する効果を高めることができる。
【００５６】
（成膜ステップ）
続いて，成膜ステップとして、Ｒｕ膜を形成するＲｕ膜形成ステップを実行する。Ｒｕ膜形成ステップは、以下に説明するＯ含有金属原料ガスおよびＯ非含有還元ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップを含む。
【００５７】
具体的には、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスを同時に流してＷ膜を形成する。なお、本明細書において、複数のガスを「同時に流す」とは、複数のガスがウエハ１００上で混合した状態で存在する時間帯があればよく、流し始めるタイミングおよび止めるタイミングはそれぞれ異なっていてもよい。
【００５８】
（Ｏ含有金属原料ガスおよびＯ非含有還元ガス供給ステップ）
まず、バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内にＯ含有金属原料ガスであるＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を流す。同時に、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内にＯ非含有還元ガスであるＮＨ３ガスを流す。ガス供給管３１０内を流れたＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）は、ＭＦＣ３１２により流量調整される。流量調整されたＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）は、ガス導入口１１０から処理室１０１内に供給され、排気管１６１から排気される。ガス供給管３２０内を流れたＮＨ３ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整される。流量調整されたＮＨ３ガスは、ガス導入口１２０から処理室１０１内に供給され、排気管１６１から排気される。このとき、ウエハ１００に対してＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスが供給されることとなる。すなわちウエハ１００の表面はＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスに暴露されることとなる。このとき同時にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５１０内を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整され、ガス導入口１１０から、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）と一緒に処理室１０１内に供給され、排気口１６０から排気される。このとき、ガス導入口１３０内へのＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）もしくはＮＨ３ガスの侵入（逆流）を防止するために、バルブ５３４を開き、キャリアガス供給管５３０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管３３０、ガス導入口１３０を介して処理室１０１内に供給され、排気管１６０から排気される。
【００５９】
このとき真空ポンプ１６４を適正に調整して、処理室１０１内の圧力を、例えば１〜１３３０Ｐａの範囲内の（所定の）圧力、好ましくは１３３〜６６５Ｐａの範囲内の（所定の）圧力、より好ましくは２６６〜６６５Ｐａの範囲内の（所定の）圧力とする。処理室１０１内に流すガスの流速（供給速度）は、「流速＝キャリアガスの流量×ガスの蒸気圧／処理室内の全圧」の関係を有しており、処理室１０１内の圧力（全圧）を２６６〜６６５Ｐａの範囲内の（所定の）圧力のような低圧とすることにより、処理室１０１内に流すガスの流速を上げることが可能となる。このとき、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）分子が処理室１０１内（気相中）で他のガス分子と衝突すると分解してしまい、Ｃｕ上とＳｉＯ上のどちらにも付着してしまい選択成長できなくなる可能性がある。したがって、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を分子衝突させない状態でウエハ１００へ到達させることが好ましい。すなわち、少なくともシャワーヘッド１０４からウエハ１００までの距離が、実質的にＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）分子の平均自由工程以上であることが好ましく、そのためには、処理室１０１内の圧力（全圧）を上述のような圧力とすることが好ましい。より好ましくは、ガス導入口１１０（すなわち処理容器１０２に開口する噴出口付近であり、この噴出口がＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の噴出箇所となる）からウエハ１００までの距離が、実質的にＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）分子の平均自由工程以上であるとよい。なお、処理室１０１内の圧力が１３３０Ｐａより高いと、選択性が破れて導体膜（Ｃｕ膜）上のみならず絶縁膜上にもＲｕ膜が成長してしまう可能性がある。処理室１０１内の圧力が１Ｐａより低いと、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスの流速が速くなり、ウエハ１０１上へＲｕ膜が形成されない可能性がある。
【００６０】
ＭＦＣ３１２で制御するＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の供給流量は、例えば０．０１〜０．１ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、好ましくは０．０２〜０．０５ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、より好ましくは０．０２〜０．０３ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量とする。Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の流量が０．１ｓｃｃｍより多いとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のリガンド等の不純物が多く取り込まれてしまう可能性があり、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の流量が０．０１ｓｃｃｍより少ないとＲｕ膜の成膜速度を十分に得られない可能性がある。
【００６１】
ＭＦＣ５１２で制御するＮ２ガスの供給流量は、例えば１〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、好ましくは２０〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、より好ましくは３０〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量とする。Ｎ２ガスの流量が１００ｓｃｃｍより多いとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の分圧（Ｒｕの分圧）が低くなり過ぎＲｕ膜の成膜速度を十分に得られない可能性があり、Ｎ２ガスの流量が１ｓｃｃｍより少ないとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）（特にＲｕ）、ＮＨ３ガスの分圧が高くなり過ぎＲｕ膜の成膜速度が速くなって選択性が悪化する（Ｒｕ膜が優先的にＣｕ膜上へ成長されなくなる）可能性がある。
【００６２】
ＭＦＣ３２２で制御するＮＨ３ガスの供給流量は、例えば１〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、好ましくは２０〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量、より好ましくは５０〜１００ｓｃｃｍの範囲内の（所定の）流量とする。ＮＨ３ガスの流量が１００ｓｃｃｍより多いとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の分圧（Ｒｕの分圧）が低くなり過ぎＲｕ膜の成膜速度を十分に得られない可能性があり、ＮＨ３ガスの流量が１ｓｃｃｍより少ないとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）と反応するガスの量が少なくなりＲｕ膜の成膜速度を十分に得られない可能性がある。
【００６３】
Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のＮＨ３ガスに対する供給量の比（流量比）は、例えばＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）／ＮＨ３ガスを１／１０００〜１／１０の範囲内の（所定の）比率、好ましくは１／１０００〜１／５０の範囲内の（所定の）比率、より好ましくは１／１００〜１／５０の範囲内の（所定の）比率とする。Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のＮＨ３ガスに対する流量比が１／１０より高くなると、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のリガンドに由来する不純物が多くＲｕ膜中に取り込まれる可能性がある。Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のＮＨ３ガスに対する流量比が１／１０００より低くなるとＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の分圧が低くなり過ぎてＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）とＮＨ３ガスの反応が発生し難く、Ｒｕ膜の成膜速度を十分に得られない可能性がある。言い換えると、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の分圧を調整することにより、Ｒｕ膜の成膜速度を制御することが可能となる。
【００６４】
Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスをウエハ１００に対して供給する時間、すなわちガス供給時間（照射時間）は、例えば６０〜１８００秒の範囲内の（所定の）、好ましくは６０〜３００秒の範囲内の（所定の）、より好ましくは６０〜１８０秒の範囲内の（所定の）時間とする。ガス供給時間は成膜速度およびＲｕ膜形成ステップにより形成したいＲｕ膜の膜厚（ターゲット膜厚）に応じて適宜、選択する。
【００６５】
ヒータ１０６の温度は、ウエハ１００の温度が、Ｃｕ膜等の導体膜上にＲｕ膜が優先的に成長する温度以上の温度であって、例えば３００〜４００℃の範囲内の（所定の）温度、好ましくは３５０〜４００℃の範囲内の（所定の）温度、より好ましくは３５０〜３８０℃の範囲内の（所定の）温度となるよう設定する。Ｏ含有金属原料ガスおよびＯ非含有還元ガス供給ステップにおけるヒータ１０６の温度を基板（ウエハ）温度、成膜温度、処理温度とも称する。ヒータ１０６の温度が４００℃より高いと、ＢＥＯＬ（Ｂａｃｋ  Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｌｉｎｅ）プロセスの制限温度帯を超えてしまい、インテグレート評価が行えない可能性があるとともに、絶縁膜上にもＲｕ膜が形成されてしまい選択性が破れる可能性がある。ヒータ１０６の温度が３００℃より低いと、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）とＮＨ３ガスの反応が発生し難く導体膜上にもＲｕ膜が形成されない可能性がある。
【００６６】
シャワーヘッド１４０の温度は、例えば５０〜１５０℃の範囲内の（所定の）温度、好ましくは５０〜１１０℃の範囲内の（所定の）温度、より好ましくは１００〜１１０℃の範囲内の（所定の）温度とする。シャワーヘッド１４０の温度が１５０℃より高いと、シャワーヘッドに滞留したＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）が徐々に分解してしまい（Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の熱分解温度より高くなり）不純物としてＲｕ膜中に取り込まれる可能性がある。シャワーヘッド１４０の温度が５０℃より低いと、シャワーヘッド１４０にＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）が吸着もしくは凝集して再液化してしまいパーティクルの要因となる可能性がある。このとき、ガス供給管３１０，３２０の処理容器１０２に近い部位を、５０℃以上でありシャワーヘッド１４０の温度以下の範囲内の（所定の）温度で加熱してもよい。これにより、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の再液化抑制を促進することが可能となる。このとき、分散板１４０ａもＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の熱分解温度未満であって、例えばシャワーヘッド１４０と同等の温度とするとよい。
【００６７】
処理容器１０２の内壁の温度は、例えば５０〜１５０℃の範囲内の（所定の）温度、好ましくは５０〜１１０℃の範囲内の（所定の）温度、より好ましくは１００〜１１０℃の範囲内の（所定の）温度とする。処理容器１０２の内壁（壁面）の温度が１５０℃より高いと、処理容器１０２の内壁でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）が徐々に分解してしまい不純物としてＲｕ膜中に取り込まれる可能性がある。処理容器１０２の内壁の温度が５０℃より低いと、処理容器１０２の内壁にＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）が吸着して再液化してしまいパーティクルの要因となる可能性がある。
【００６８】
このとき、Ｃｕ膜等の導体膜上にＲｕ膜が優先的に成長する温度をＴｄ、ヒータ１０６の温度をＴｓｕｂ，Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の気化温度をＴｖ，シャワーヘッド１０４の温度をＴＳＨ，処理容器１０２の内壁の温度をＴｗとしたとき、Ｔｓｕｂ＞Ｔｄ、Ｔｄ＞ＴＳＨ＞Ｔｖ、Ｔｄ＞Ｔｗ＞Ｔｖの関係を満たすように各温度を設定するとよい。上述より、第１バッファ空間１４０ｃはＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の熱分解温度未満となると言える。各温度をこのような関係とすることによって、より効果的にＣｕ膜等の導体膜上にＲｕ膜を優先的に成長させることが可能となる。
【００６９】
処理室１０１内に流しているガスは、第１バッファ空間１４０ｃで混合されたＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガスのみであり、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）とＮＨ３ガスは、ウエハ１００表面で反応し、ウエハ１００に形成されたＣｕ膜等の導体膜上に優先的にＲｕ膜が形成される。Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスをウエハ１００に対して供給する時間を調整することにより、形成するＲｕ膜の膜厚を制御することができる。
【００７０】
（残留ガス除去ステップ）
ウエハ１００上に形成されたＣｕ膜等の導体膜上にＲｕ膜が形成された後、バルブ３１４，３２４を閉じ、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスの供給を停止する。このとき、排気管１６１のＡＰＣバルブ１６２は開いたままとして、真空ポンプ１６４により処理室１０１内を真空排気し、処理室１０１内に残留する未反応もしくはＲｕ膜の形成に寄与した後のＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスを処理室１０１内から排除する。このときバルブ５１４，５２４，５３４は開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室１０１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、処理室１０１内に残留する未反応もしくはＲｕ膜の形成に寄与した後のＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）およびＮＨ３ガスを処理室１０１内から排除する効果を高めることができる。
【００７１】
このとき、処理室１０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室１０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室１０１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において悪影響が生じることはない。処理室１０１内へ供給するＮ２ガスの流量を大流量とする必要はなく、例えば、処理室１０１の容積と同程度の量のＮ２ガスを供給することで、その後のステップ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１０１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。
【００７２】
（アフターパージステップ・大気圧復帰ステップ）
バルブ５１４，５２４，５３４を開き、ガス供給管５１０，５２０，５３０のそれぞれからＮ２ガスを処理室１０１内へ供給し、排気管１６１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室１０１内が不活性ガスでパージされ、処理室１０１内に残留するガスや副生成物が処理室１０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室１０１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１０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００７３】
その後、支持台１０３が下降されて、ゲートバルブ１５１が開くとともに、処理済のウエハ１００が搬送ロボット１７３によって処理容器１０２の外部に搬出される。
【００７４】
（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が得られる。
【００７５】
（Ａ）絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板に対して、Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを供給して、導体膜上に金属膜を選択成長させることにより、導体膜の酸化を抑制して導体膜の抵抗率の上昇を防ぐことができる。また、Ｏ非含有還元ガスの基板への供給量に対するＯ含有金属原料ガスの供給量を、１／１０００以上１/１０以下とすることにより、金属膜の成長速度が低下するよう制御することができ、導体膜上に、より薄い膜を形成することが可能となり選択性を向上させることが可能となる。言い換えると、Ｏ非含有還元ガスの分圧を高くする（Ｏ含有金属原料ガスの分圧を低くする）ことにより、選択性を向上させることが可能となる。さらに言い換えると、Ｏ非含有還元ガスの供給流量を多くするか、もしくは反応に最低限必要なＯ含有金属原料ガスの供給流量を確保しつつＯ含有金属原料ガスの供給流量を少なくすることにより、選択性を向上させることが可能となる。例えば、上述の実施形態では、絶縁膜としてのＳｉＯ膜と導体膜としてのＣｕ膜が表面に露出するウエハを、Ｏ含有金属原料ガスとしてのＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）とＯ非含有還元ガスとしてのＮＨ３ガスとに曝して、Ｃｕ膜上に金属膜としてのＲｕ膜を選択成長させることにより、Ｃｕ膜の酸化を抑制してＣｕ膜の抵抗率の上昇を防ぐことができる。また、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のウエハへの供給量に対するＮＨ３ガスの基板への供給量を１／１０００以上１/１０以下とすることにより、Ｒｕ膜の成長速度が低下するよう制御することができ、Ｃｕ膜上に、より薄い膜を形成することが可能となり選択性を向上させることが可能となる。
（Ｂ）Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとをあらかじめ混合することにより、Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとの比率を所望の値に維持した状態で、基板をＯ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとに曝すことが可能となる。
（Ｃ）反応容器内の混合領域でＯ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを混合し、混合ガスを、調圧領域を介して基板が存在する領域に供給することにより、混合ガスを基板上へ均一に供給することが可能となる。
（Ｄ）導体膜上に金属膜が選択成長する温度をＴｄ、基板の温度をＴｓｕｂ、Ｏ含有金属原料ガスの気化温度をＴｖ、シャワーヘッドの温度をＴＳＨ、コールドウォールタイプの処理室の内壁の温度をＴｗとしたとき、Ｔｓｕｂ＞Ｔｄ、Ｔｄ＞ＴＳＨ＞Ｔｖ、Ｔｄ＞Ｔｗ＞Ｔｖの関係を満たすように各温度を設定することにより、Ｏ含有金属原料ガスの再液化および熱分解を抑制しつつ、選択性を保って導体膜上に金属膜を選択成長させることが可能となる。
（Ｅ）シャワーヘッドから基板までの距離が、実質的にＯ含有金属原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるように、処理室内の圧力（全圧）を調整することにより、Ｏ含有金属原料ガスを構成する分子の気相中での分子衝突を抑制し選択性を保って導体膜上に金属膜を選択成長させることが可能となる。より好ましくは、ガス導入口（処理容器に開口するＯ含有金属原料ガスの噴出口）から基板までの距離が、実質的にＯ含有金属原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるように、処理室内の圧力（全圧）を調整することにより、Ｏ含有金属原料ガスを構成する分子の気相中での分子衝突を抑制し選択性を保って導体膜上に金属膜を選択成長させることが可能となる。
【００７６】
＜変形例１＞
成膜ステップにおいて、Ｏ含有金属原料ガスのプロセス条件としての暴露量（供給量）を段階的に変えるようにしてもよい。すなわち、基板を第１のプロセス条件でＯ含有金属原料ガスに曝しつつ、基板をＯ非含有還元ガスに曝す工程と、基板を第１のプロセス条件とは異なる第２のプロセス条件でＯ含有金属原料ガスに曝しつつ、基板をＯ非含有還元ガスに曝す工程と、を行う。具体的には、ウエハ１００を第１のプロセス条件でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）に曝しつつ、ウエハ１００をＮＨ３ガスに曝す工程と、ウエハ１００を第１のプロセス条件とは異なる第２のプロセス条件でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）に曝しつつ、ウエハ１００をＮＨ３ガスに曝す工程と、を行う。プロセス条件は、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の暴露量であり、好ましくは分圧、供給流量、供給時間の少なくともいずれかである。さらに、第２のプロセス条件におけるＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の暴露量であり、好ましくは分圧、供給流量、供給時間の少なくともいずれかは、第１のプロセス条件におけるＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の暴露量であり、好ましくは分圧、供給流量、供給時間の少なくともいずれかより増加させる。本変形例によれば、図５に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。加えて、プロセス条件を変えることにより、第１のプロセス条件でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を供給してＣｕ膜等の導体膜上にＲｕ核層を形成した後、第２のプロセス条件でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を供給して、Ｒｕ核層を核としてＲｕ膜をＣｕ膜等の導体膜上に選択成長させることができ、より均一に良好な選択性にてＲｕ膜を選択成長させることが可能となるという効果が得られる。
【００７７】
＜変形例２＞
変形例１では、２つのプロセス条件を用いてＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を供給する例について述べたが、図６に示すように、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）のプロセス条件は、徐々に変更してもよい。例えば、基板をＯ非含有還元ガスに曝しつつ、プロセス条件を第１のプロセス条件から第ｎのプロセス条件までｎ段階で徐々に変えた（グラデーションを付けた）Ｏ含有金属原料ガスに基板を曝してもよい（ｎは２以上の整数）。プロセス条件は、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の暴露量であり、好ましくは分圧、供給流量、供給時間の少なくともいずれかであり、より好ましくは、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の暴露量であり、好ましくは分圧、供給流量、供給時間をｎ段階で増加させる。本変形例によれば、図５に示す成膜シーケンス、変形例１と同様の効果が得られる。加えて、プロセス条件をｎ段階で徐々に変えることにより、より均一にＲｕ膜を形成することが可能となるという効果が得られる。
【００７８】
＜変形例３＞
上述の実施形態では、成膜ステップにおいて、主に、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）とＮＨ３ガスとを同じタイミングで処理室１０１内に供給し始める例について説明したが、ＮＨ３ガスを先に流しておき、少なくともウエハ１００の周辺にＮＨ３ガスが既に存在する状態で、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を流し始めてもよい。本変形例によれば、図５に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。加えて、ウエハ１００上に既に存在する状態でＲｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を処理室１０１内へ流すことにより、より選択性を向上させることが可能となるという効果が得られる。
【００７９】
＜変形例４＞
変形例３では、ＮＨ３ガスを先に流しておく例について説明したが、さらに、ＮＨ３ガスを先に流しているとき、排気管１６１のＡＰＣバルブ１６２を実質的に閉じて（すなわち排気を実質的に停止して）、ＮＨ３ガスを処理室１０１内に封じ込めてもよい。本変形例によれば、図５に示す成膜シーケンスと同様の効果が得られる。さらに、ＮＨ３ガスを処理室１０１内に封じ込めた状態で、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を処理室１０１内へ流すことにより、より選択性を向上させることが可能となる。
【００８０】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態の成膜ステップにおけるＯ含有金属原料ガスおよびＯ非含有還元ガス供給ステップにおいて、Ｏ非含有還元ガスを連続的に（常時）処理室１０１内に供給した状態で、Ｏ含有金属原料ガスを断続的に（パルス的に）供給する。具体的には、ＮＨ３ガスを連続的に（常時）処理室１０１内に供給した状態で、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を断続的に（パルス的に）供給する。その他の点については、第１の実施形態と同様である。本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（Ａ）〜（Ｅ）のうち１つまたは複数の効果が得られる。加えて、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）を断続的に処理室１０１内に供給することにより、より選択性を向上させることができるとともに、均一な膜質でＲｕ膜を形成することが可能となるという効果が得られる。
【００８１】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、図７に示すように、Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを処理容器１０２‘内の第１バッファ空間１４０ｃ‘（混合領域）に対して互いに異なる方向から供給する。Ｏ含有金属原料ガスはガス導入口１１０’から、Ｏ非含有還元ガスはガス導入口１２０‘からそれぞれ第１バッファ空間１４０ｃ’へ供給され、第２バッファ空間１４０ｄ‘（調圧領域）を通ってシャワー板１４０ｂ’を介してウエハ（図示せず）が載置される支持台１０３‘が存在する処理室１０１’へ供給される。好ましくは、ガス導入口１１０‘とガス導入口１２０’は噴出されるガスが互いに直交するような位置関係で設けられる。なお、Ｈ含有還元ガスを処理容器内に供給するガス導入口１３０‘は図示を省略しているが、第１バッファ空間１４０ｃ’に対していずれの方向から接続されていてもよい。その他の構成、成膜シーケンスについては、上述の第１の実施形態もしくは第２の実施形態と同様である。
【００８２】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果（Ａ）〜（Ｅ）、第２の実施形態による効果のうち１つまたは複数の効果が得られる。さらに、Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを第１バッファ空間１４０ｃ‘（混合領域）に対して互いに異なる方向から供給することにより、より均一にＯ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを混合することができる。したがって、Ｃｕ膜等の導体膜上に形成される金属膜の面内均一性をより向上させることが可能となる。
【００８３】
＜第４の実施形態＞
本実施形態では、図８に示すように、シャワー板９４０ｂに開口する複数の通気孔が、基板が載置される支持台１０３‘‘の中心から外側へ向けてそれぞれ斜めに開口するよう設けられる。すなわち、支持台１０３‘‘に基板が載置された時には、基板の周方向へ向かって斜めに開口するようシャワー板９４０ｂに開口する複数の通気孔が設けられる。Ｏ含有金属原料ガス、Ｏ非含有還元ガス、Ｈ含有還元ガスは、それぞれガス導入口１１０‘‘，１２０‘‘，１３０‘‘から処理容器１０２‘‘内の第１バッファ空間１４０ｃ‘‘（混合領域）へ供給し、分散板１４０ａを介して第２バッファ空間１４０ｄ‘‘を通り、シャワー板９４０ｂに開口する複数の通気孔を介してウエハ（図示せず）が載置される支持台１０３‘‘が存在する処理室１０１‘‘内へ供給される。その他の構成、成膜シーケンスについては、上述の第１の実施形態〜第３の実施形態のいずれかと同様である。
【００８４】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果（Ａ）〜（Ｅ）、第２の実施形態による効果、第３の実施形態による効果のうち１つまたは複数の効果が得られる。加えて、シャワー板９４０ｂに開口する複数の通気孔が、基板が載置される支持台１０３‘‘の中心から外側へ向けてそれぞれ斜めに開口するよう設けられることにより、基板上へＯ含有金属原料ガス、Ｏ非含有還元ガス、Ｈ含有還元ガスを均一に供給することができる。したがって、Ｃｕ膜等の導体膜上に形成される金属膜の面内均一性をより向上させることが可能となるという効果が得られる。
【００８５】
＜本発明のその他の実施形態＞
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。
【００８６】
上述の実施形態では、シャワーヘッドが、ガス導入口から導入されるガスを分散させる分散板と分散板を通過したガスをさらに均一に分散させて支持台上のウエハの表面に供給するシャワー板と、を備える例について説明したが、これに限らずシャワーヘッドは分散板を備えていなくてもよい。シャワーヘッドの上面と分散板とで形成される空間は、Ｏ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを混合する領域としての役割を担っているが、シャワー板と支持台との間の距離を長くすることにより、分散板を設けずとも、シャワー板と支持台との間の空間がＯ含有金属原料ガスとＯ非含有還元ガスとを混合する領域としての役割を果たす。
【００８７】
上述の実施形態では、金属元素としてＲｕを用いる例について説明した。本発明は上述の態様に限定されず、Ｒｕ以外の金属元素として、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、イットリウム（Ｙ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属元素を含む膜を形成する場合にも好適に適用可能である。
【００８８】
上述の元素を含む膜を形成する場合、原料ガスとしてルテニウム（Ｒｕ）含有ガスの他にも、タングステン（Ｗ）含有ガス、コバルト（Ｃｏ）含有ガス、イットリウム（Ｙ）含有ガス、モリブデン（Ｍｏ）含有ガス、ニオブ（Ｎｂ）含有ガス、マンガン（Ｍｎ）含有ガス、ニッケル（Ｎｉ）、等を用いることが可能である。
【００８９】
上述の元素を含む膜を形成する場合、Ｏ含有金属原料ガスとしては、例えば、Ｒｕ（η５-Ｃ５ＥｔＨ４）（η５-ＣＨ２Ｃ（Ｍｅ）ＣＨＣ（Ｍｅ）Ｏ）の他に、ヘキサカルボニルタングステン（Ｗ（ＣＯ）６）、シクロペンタジエニルジカルボニルコバルト（ＣｏＣｐ（ＣＯ）２、Ｃ５Ｈ５Ｃｏ（ＣＯ）２）、イットリウムテトラメチルヘプタンジオナート（Ｙ（ｔｈｄ）３、Ｙ（ｔＢｕＣ（Ｏ）ＣＨＣ（Ｏ）ｔＢｕ）３）、ビスアセチルアセトナートニッケル（Ｎｉ（ａｃａｃ）２、Ｎｉ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２）、ビス（１−ジメチルアミノ−２−メチル−２−ブタノレート（Ｎｉ（ｄｍａｍｂ）２、Ｎｉ（ＯＣ（ＣＨ３（ＣＨ２Ｈ５）ＣＨ２Ｎ(CＨ３)２）２）、ニオブエトキシド（Ｎｂ（ＯＥｔ）５）等を用いることも可能である。
【００９０】
上述の元素を含む膜を形成する場合、Ｏ非含有還元ガスとしては、例えば、ＮＨ３の他に、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）や、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等のＮ−Ｈ結合を含むガスを用いることができる。また、Ｎ−Ｈ結合を含むガスとしては、上述のガスの他にも、有機ヒドラジン系ガス、例えば、モノメチルヒドラジン（（ＣＨ３）ＨＮ２Ｈ２、略称：ＭＭＨ）ガス、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２Ｎ２Ｈ２、略称：ＤＭＨ）ガス、トリメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２Ｎ２（ＣＨ３）Ｈ、略称：ＴＭＨ）ガス等のメチルヒドラジン系ガスや、エチルヒドラジン（（Ｃ２Ｈ５）ＨＮ２Ｈ２、略称：ＥＨ）ガス等のエチルヒドラジン系ガスを用いることができる。また、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガス、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）ガス、モノエチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、略称：ＭＥＡ）ガス等のエチルアミン系ガス、トリメチルアミン（（ＣＨ３）３Ｎ、略称：ＴＭＡ）ガス、ジメチルアミン（（ＣＨ３）２ＮＨ、略称：ＤＭＡ）ガス、モノメチルアミン（ＣＨ３ＮＨ２、略称：ＭＭＡ）ガス等のメチルアミン系ガス、トリプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）３Ｎ、略称：ＴＰＡ）ガス、ジプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）２ＮＨ、略称：ＤＰＡ）ガス、モノプロピルアミン（Ｃ３Ｈ７ＮＨ２、略称：ＭＰＡ）ガス等のプロピルアミン系ガス、トリイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］３Ｎ、略称：ＴＩＰＡ）ガス、ジイソプロピルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨ］２ＮＨ、略称：ＤＩＰＡ）ガス、モノイソプロピルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＮＨ２、略称：ＭＩＰＡ）ガス等のイソプロピルアミン系ガス、トリブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）３Ｎ、略称：ＴＢＡ）ガス、ジブチルアミン（（Ｃ４Ｈ９）２ＮＨ、略称：ＤＢＡ）ガス、モノブチルアミン（Ｃ４Ｈ９ＮＨ２、略称：ＭＢＡ）ガス等のブチルアミン系ガス、または、トリイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］３Ｎ、略称：ＴＩＢＡ）ガス、ジイソブチルアミン（［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］２ＮＨ、略称：ＤＩＢＡ）ガス、モノイソブチルアミン（（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２ＮＨ２、略称：ＭＩＢＡ）ガス等のイソブチルアミン系ガスを用いることができる。すなわち、アミン系ガスとしては、例えば、（Ｃ２Ｈ５）ｘＮＨ３-ｘ、（ＣＨ３）ｘＮＨ３-ｘ、（Ｃ３Ｈ７）ｘＮＨ３-ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨ］ｘＮＨ３-ｘ、（Ｃ４Ｈ９）ｘＮＨ３-ｘ、［（ＣＨ３）２ＣＨＣＨ２］ｘＮＨ３-ｘ（式中、ｘは１〜３の整数）の組成式で表されるガスのうち、少なくとも１種類のガスを用いることが可能である。さらに、モノシラン（ＳｉＨ４）等のシラン系ガスを用いることも可能である。
【００９１】
上述の実施形態では、Ｈ含有還元ガスとして、Ｈ２ガスを用いる例について説明したが、これに限らず、Ｈラジカルや、ＮＨ３等の上述のＮ−Ｈ結合を含むガス、ＳｉＨ４、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）やこれらをプラズマ励起したガス等を用いてもよい。
【００９２】
上述の実施形態では、不活性ガスとして、Ｎ２ガスを用いる例について説明したが、これに限らず、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。
【００９３】
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したりすることも可能である。
【００９４】
以下、本発明の望ましい形態について付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を準備する工程と、
前記基板に対し、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる工程と、
を有し、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とする半導体装置の製造方法または基板処理方法が提供される。
【００９５】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１／５０以下であり、好ましくは１／１００以上１／５０以下とする。
【００９６】
（付記３）
付記２に記載の方法であって、前記酸素非含有還元ガスの分圧を調整することにより前記金属膜の成長速度を制御する。
【００９７】
（付記４）
付記３に記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程は、
前記基板に対して第１のプロセス条件で前記酸素含有金属原料ガスを供給しつつ、前記基板に対して前記酸素非含有還元ガスを供給する工程と、
前記基板に対して前記第１のプロセス条件とは異なる第２のプロセス条件で前記酸素含有金属原料ガスを供給しつつ、前記基板に対して前記酸素非含有還元ガスを供給する工程と、
を有する。
【００９８】
（付記５）
付記４に記載の方法であって、前記第２のプロセス条件における前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量は、前記第１のプロセス条件における前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量より多い。
【００９９】
（付記６）
付記５に記載の方法であって、前記第２のプロセス条件は、前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を徐々に増加させるようなプロセス条件である。
【０１００】
（付記７）
付記４に記載の方法であって、前記第２のプロセス条件における前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給時間は、前記第１のプロセス条件における前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給時間より長い。
【０１０１】
（付記８）
付記７に記載の方法であって、前記第２のプロセス条件は、前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給時間を徐々に長くするようなプロセス条件である。
【０１０２】
（付記９）
付記１〜８のいずれかに記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程では、前記基板に対して前記酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを同じタイミングで供給する。
【０１０３】
（付記１０）
付記１〜８のいずれかに記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程では、前記基板に対して前記酸素非含有還元ガスを連続的に供給しつつ、前記酸素含有金属原料ガスを断続的に（パルス的に）供給する。
【０１０４】
（付記１１）
付記１〜１０のいずれかに記載の方法であって、前記基板から前記酸素含有金属原料ガスの噴出箇所（噴出口）までの距離が、実質的に、前記酸素含有金属原料ガスを構成する分子の平均自由工程以上となるよう前記基板が存在する領域の圧力を調整する。
【０１０５】
（付記１２）
付記１に記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程では、前記基板に対して、あらかじめ混合した（プリミックスした）状態の前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとを供給する。
【０１０６】
（付記１３）
付記１２に記載の方法であって、前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとを混合する領域（ゾーン）は、前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとが熱分解しない温度に維持する。
【０１０７】
（付記１４）
付記１３に記載の方法であって、前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとは、前記基板が存在しない領域で混合する。
【０１０８】
（付記１５）
付記１に記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程では、前記基板に対して、前記酸素非含有還元ガスを供給した後、所定時間経過後に、前記基板に対して前記酸素含有金属原料ガスを供給する。
【０１０９】
（付記１６）
付記１５に記載の方法であって、前記金属膜を選択成長させる工程では、前記基板に対して、前記基板が存在する領域の排気を止めた状態で前記酸素非含有還元ガスを供給した後、所定時間経過後に、前記基板に対して前記酸素含有金属原料ガスを供給する。
【０１１０】
（付記１７）
本発明の他の態様によれば、
コールドウォールタイプの処理室内に、絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を準備する工程と、
混合領域で酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを混合する工程と、
複数の貫通孔を有する分散板を介して前記混合領域から調圧領域に供給された前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとの混合ガスを、シャワーヘッドを介して前記処理室内の前記基板が存在する領域へ供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる工程と、  
を有する半導体装置の製造方法または基板処理方法が提供される。
【０１１１】
（付記１８）
付記１７に記載の方法であって、  前記導体膜上に前記金属膜が選択成長する温度をＴｄ、前記基板の温度をＴｓｕｂ、前記酸素含有金属原料ガスの気化温度をＴｖ、シャワーヘッドの温度をＴＳＨ、前記処理室の内壁の温度をＴｗとしたとき、Ｔｓｕｂ＞Ｔｄ、Ｔｄ＞ＴＳＨ＞Ｔｖ、Ｔｄ＞Ｔｗ＞Ｔｖの関係を満たすように前記各温度を設定する。
【０１１２】
（付記１９）
付記１７もしくは付記１８のいずれかに記載の方法であって、前記分散板を前記酸素含有金属原料ガスの熱分解温度未満に維持する。
【０１１３】
（付記２０）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室に、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給するガス供給系と、
前記処理室に、絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を収容した状態で、前記基板に対して、前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスと供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる処理を行わせ、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とするよう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。
【０１１４】
（付記２１）
本発明の他の態様によれば、
コールドウォールタイプの処理室と、
前記処理室内に、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給するガス供給系と、
前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスと混合する混合領域（プリミックスゾーン）と、
前記混合領域で混合された前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとの混合ガスが供給される調圧領域と、
前記混合領域と前記調圧領域とを区分けする複数の貫通孔を有する分散板と、
前記調圧領域と前記処理室とを区分けする複数の貫通孔を有するシャワーヘッドと、
前記処理室に、絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を収容した状態で、前記混合領域で前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとを混合する処理と、前記分散板を介して前記混合領域から前記調圧領域に供給された前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとの混合ガスを、前記シャワーヘッドを介して前記処理室の前記基板が存在する領域へ供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる処理と、を行わせるよう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。
【０１１５】
（付記２２）
付記２１に記載の装置であって、前記混合領域では、前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとを互いに異なる方向から供給する。
【０１１６】
（付記２３）
付記２１または２２に記載の装置であって、前記分散板に設けられた複数の貫通孔は、前記基板の周方向へ向かって斜めに開口する。
【０１１７】
（付記２４）
本発明の他の態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板に対して、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給するガス供給システムであって、
前記ガス供給システムより、前記基板に対して前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとを、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とするよう供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる処理を行わせるよう制御されるガス供給システムが提供される。
【０１１８】
（付記２５）
本発明の他の態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板に対して、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給するガス供給システムであって、
前記ガス供給システムより、コールドウォール炉内の混合領域（プリミックスゾーン）に酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して混合する処理と、複数の貫通孔を有する分散板を介して調圧領域に供給された前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとの混合ガスを、シャワーヘッドを介して前記基板が存在する領域へ供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる処理と、を行わせるよう制御されるガス供給システムが提供される。
【０１１９】
（付記２６）
本発明の他の態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を準備する手順と、
前記基板に対し、酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記金属膜を選択成長させる手順において、前記酸素非含有還元ガスの前記基板への供給量に対する前記酸素含有金属原料ガスの前記基板への供給量を、１／１０００以上１/１０以下とするプログラム、または、該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。
【０１２０】
（付記２７）
本発明の他の態様によれば、
絶縁膜と導体膜とが表面に露出する基板を準備する手順と、
コールドウォールタイプの処理室内の混合領域で酸素含有金属原料ガスと酸素非含有還元ガスとを混合する手順と、
複数の貫通孔を有する分散板を介して前記混合領域から調圧領域に供給された前記酸素含有金属原料ガスと前記酸素非含有還元ガスとの混合ガスを、シャワーヘッドを介して前記処理室内の前記基板が存在する領域へ供給して、前記導体膜上に金属膜を選択成長させる手順と、  
をコンピュータに実行させるプログラム、または、該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。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上のように、本発明は、例えば、半導体デバイスの製造方法、半導体ウエハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０・・・基板処理装置
１００・・・ウエハ
１０１・・・処理室
【図１】
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【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】
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【図８】
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