(57)【要約】【課題】ＳｂおよびＴｅを含むＳｂＴｅ層とＧｅおよびＴｅを含むＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜の成長に適用することができる新規な成膜技術を提供する。【解決手段】基板処理方法は、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、第１の元素と第２の元素とを含む第１の層を成長させる工程と、基板に対して、第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、第２の元素と第３の元素とを含む第２の層を成長させる工程と、を交互に所定回数行い、その際、第１の層を成長させる工程を第２の層を成長させる工程よりも先行して行うことで、基板の表面に露出した導電膜上に、選択的に第１の層と第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる工程を有する。【選択図】図６
2016063091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる工程と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる工程と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる工程を前記第２の層を成長させる工程よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる工程を有する基板処理方法。
【請求項２】
前記第１の元素はアンチモン（Ｓｂ）であり、前記第２の元素はテルル（Ｔｅ）であり、前記第３の元素はゲルマニウム（Ｇｅ）である請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第１の原料はアルキル基およびアミノ基のうち少なくともいずれかを含み、前記第２の原料はアルキル基を含み、前記第３の原料はアミノ基およびアミジン基のうち少なくともいずれかを含む請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に第１の元素を含む第１の原料を供給する第１原料供給系と、
前記処理室内に第２の元素を含む第２の原料を供給する第２原料供給系と、
前記処理室内に第３の元素を含む第３の原料を供給する第３原料供給系と、
前記処理室内に収容した、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、前記第１の原料と前記第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記第２の原料と前記第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる処理と、を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる処理を前記第２の層を成長させる処理よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる処理を行わせるように、前記第１原料供給系、前記第２原料供給系および前記第３原料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５】
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる手順と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる手順と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる手順を前記第２の層を成長させる手順よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させ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】
半導体装置の製造工程の一工程として、シリコン（Ｓｉ）ウエハ等の基板上に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）等の半金属元素を含む膜（ＧｅＳｂＴｅ膜）を成長させる成膜工程が行われることがある。Ｇｅ、ＳｂおよびＴｅを含むＧｅＳｂＴｅ膜として、ＳｂおよびＴｅを含むＳｂＴｅ層とＧｅおよびＴｅを含むＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜を成長させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一目的は、ＳｂおよびＴｅを含むＳｂＴｅ層とＧｅおよびＴｅを含むＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜の成長に適用することができる新規な成膜技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる工程と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる工程と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる工程を前記第２の層を成長させる工程よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる工程を有する基板処理方法が提供される。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に第１の元素を含む第１の原料を供給する第１原料供給系と、
前記処理室内に第２の元素を含む第２の原料を供給する第２原料供給系と、
前記処理室内に第３の元素を含む第３の原料を供給する第３原料供給系と、
前記処理室内に収容した、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、前記第１の原料と前記第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記第２の原料と前記第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる処理と、を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる処理を前記第２の層を成長させる処理よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる処理を行わせるように、前記第１原料供給系、前記第２原料供給系および前記第３原料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。
【０００６】
本発明のさらに他の態様によれば、
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる手順と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる手順と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる手順を前記第２の層を成長させる手順よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させ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】
【０００７】
第１の層と第２の層とが積層されてなる積層膜を、基板の所定領域上に選択的に成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一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の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態で好適に用いられ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】図３は、本発明の一実施形態で好適に用いられ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】図４は、本発明の一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】図５は、本発明の一実施形態の成膜シーケンスにおけるガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の一実施形態の基板処理工程を概略的に示す断面図であり、図６（ｄ）は、ＳｂＴｅ層の導電膜上への選択的な成長のメカニズムを仮説的に示す概念図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明の一実施形態の基板処理工程を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、一例によるＧｅ原料の化学構造式を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例による基板構造を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、実施例による積層膜のＳＥＭ像である。
【図１０】図１０（ａ）は、バッチ式の基板処理装置の概略構造例を示す縦断面図であり、図１０（ｂ）は、バッチ式の基板処理装置の概略構造例を示す、図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図１１は、比較形態による積層膜を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の一実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態によ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。
【００１０】
（処理室）
図２，３に示されているとおり、本実施形態による基板処理装置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）等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。
【００１１】
（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）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等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の温度分布を所望の温度分布にすることができる。支持台２０３の下端部は、処理容器２０２の底部を貫通している。
【００１２】
（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。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できる。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。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。
【００１３】
（リフトピン）
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。支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、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。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。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。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等の材質で構成することが望ましい。
【００１４】
（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の内外へウエハ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を搬送することができる。すなわち、負圧移載機１３は、ウエハ２００を処理室２０１内外へ搬送する搬送装置（搬送機構）として構成される。処理室２０１内へ搬送されたウエハ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を搬送することができる。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。
【００１５】
（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、さらに、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内が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気され得るように、構成されている。
【００１６】
（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、本発明は上述の態様に限定されず、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。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。
【００１７】
（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の上面およびシャワー板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、これらの空間は、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。
【００１８】
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内へ供給するように構成されている。
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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およびロワープレート２０５）および支持台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。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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内へ供給される。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内へ供給される。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。
【００２４】
原料ガスと反応ガスとは、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。
【００２５】
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。
【００２６】
本実施形態による基板処理装置４０のガス供給系は、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内へ供給する原料ガス供給系と、処理室２０１内へ反応ガスを供給する反応ガス供給系と、処理室２０１内へ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内へ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、各部の構成について説明する。
【００２７】
（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。
【００２８】
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。本実施形態において、バブラ２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃには、以下のような原料が収容されている。バブラ２２０ａには、第１の所定元素を含む第１の原料として、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。バブラ２２０ｂには、第２の所定元素を含む第２の原料として、テルル（Ｔｅ）を含むテルル原料（Ｔｅ原料）が収容されている。バブラ２２０ｃには、第３の所定元素を含む第３の原料として、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。ここで用いるＳｂ原料、Ｔｅ原料、Ｇｅ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。
【００２９】
Ｓｂ原料としては、好ましくは、アルキル基およびアミノ基のうち少なくともいずれかを含むＳｂ原料を用いることができ、より好ましくは、アルキル基を含むＳｂ原料を用いることができる。このようなＳｂ原料としては、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）を用いることができ、その他、例えば、トリイソプロピルアンチモン（Ｓｂ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）３、略称：ＴＩＰＳｂ）、トリエチルアンチモン（Ｓｂ（Ｃ２Ｈ５）３、略称：ＴＥＳｂ）、ターシャリーブチルジメチルアンチモン（（ｔ−Ｃ４Ｈ９）Ｓｂ（ＣＨ３）２、略称：ＴＢＤＭＳｂ）等を用いることができる。
【００３０】
Ｔｅ原料としては、好ましくは、アルキル基を含むＴｅ原料を用いることができる。このようなＴｅ原料としては、例えばジターシャリーブチルテルル（Ｔｅ（ｔ−Ｃ４Ｈ９）２、略称：ＤＴＢＴｅ）を用いることができ、その他、例えば、ジイソプロピルテルル（Ｔｅ（ｉ−Ｃ３Ｈ７）２、略称：ＤＩＰＴｅ）、ジメチルテルル（Ｔｅ（ＣＨ３）２、略称：ＤＭＴｅ）、ジエチルテルル（Ｔｅ（Ｃ２Ｈ５）２、略称：ＤＥＴｅ）等を用いることができる。
【００３１】
Ｇｅ原料としては、好ましくは、アミノ基およびアミジン基のうち少なくともいずれかを含むＧｅ原料を用いることができ、より好ましくは、アミジン基を含むＧｅ原料を用いることができる。Ｇｅ原料としては、また好ましくは、３つ以下のリガンドが結合したＧｅ原子を有するＧｅ原料を用いることができ、より好ましくは、２つのリガンドが結合したＧｅ原子を有するＧｅ原料を用いることができる。ここでリガンドとは、所定元素（ここではＧｅ）の原子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。
【００３２】
このようなＧｅ原料としては、例えば、図８に示す化学構造式を有するＧｅ原料を用いることができる。図８に示す化学構造式を有するＧｅ原料を、単に、図８のＧｅ原料と呼ぶこともある。図８のＧｅ原料は、アミノ基およびアミジン基を含むとともに、２つのリガンドが結合したＧｅ原子を有するＧｅ原料である。図８のＧｅ原料は、また、Ｇｅ原子に結合した２つのリガンドの化学構造が互いに異なっており、シンメトリな分子構造を有しておらず、アシメトリな分子構造を有している。
【００３３】
アミノ基およびアミジン基のうち少なくともいずれかを含むＧｅ原料としては、図８のＧｅ原料の他、例えば、Ｇｅ［Ｎ（ＣＨ３）２］４が挙げられる。なお、２つのリガンドが結合したＧｅ原子を有するＧｅ原料として、図８のＧｅ原料の他、例えば、ＧｅＣｌ２、ＧｅＦ２、ＧｅＢｒ２等のＧｅ原子に２つのリガンドとしてハロゲン基が結合しているものが挙げられる。
【００３４】
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。
【００３５】
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ＭＦＣ２２２ｂ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ＭＦＣ２２２ｃ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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内へ供給することにより、バブラ２２０ａ内部に収容された第１の液体原料（Ｓｂ液体原料）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、Ｓｂを含むＳｂ原料ガス（Ｓｂ含有ガス）を生成させることができる。
【００３８】
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内へ供給することにより、バブラ２２０ｂ内部に収容された第２の液体原料（Ｔｅ液体原料）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、Ｔｅを含むＴｅ原料ガス（Ｔｅ含有ガス）を生成させることができる。
【００３９】
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内へ供給することにより、バブラ２２０ｃ内部に収容された第３の液体原料（Ｇｅ液体原料）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、Ｇｅを含むＧｅ原料ガス（Ｇｅ含有ガス）を生成させることができる。
【００４０】
（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内へ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
上記構成により、バブラ２２０ａにて第１の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できる。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Ｓｂ原料ガス供給系（Ｓｂ含有ガス供給系）が構成される。
【００４６】
また、バブラ２２０ｂにて第２の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できる。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Ｔｅ原料ガス供給系（Ｔｅ含有ガス供給系）が構成される。
【００４７】
また、バブラ２２０ｃにて第３の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できる。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Ｇｅ原料ガス供給系（Ｇｅ含有ガス供給系）が構成される。
【００４８】
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。
【００４９】
（反応ガス供給系）
処理室２０１の外部には、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ＭＦＣ２２２ｄ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。
【００５０】
（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ＭＦＣ２２２ｅ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ＭＦＣ２２２ｆ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。
【００５１】
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。
【００５２】
（ベント（バイパス）系）
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。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。
【００５３】
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内へ供給することなく、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できる。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内へ供給することなく、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できる。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内へ供給することなく、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できる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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、後述する基板処理工程の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。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。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。
【００５８】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、上述の、バルブｖａ１〜ｖａ５，ｖｂ１〜ｖｂ５，ｖｃ１〜ｖｃ５，ｖｄ１〜ｖｄ３，ｖｅ１〜ｖｅ３，ｖｆ１〜ｖｆ３、ＭＦＣ２２２ａ〜２２２ｆ、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。
【００５９】
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、ＭＦＣ２２２ａ〜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の開閉動作および圧力センサ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。
【００６０】
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、このような外部記憶装置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、本実施形態によるコントローラ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。
【００６１】
（２）基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に積層膜を成長させる成膜シーケンスについて、図５を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【００６２】
図５に示す成膜シーケンスでは、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板としてのウエハ２００に対して、第１の元素としてのＳｂを含む第１の原料としてのＳｂ原料と第２の元素としてのＴｅを含む第２の原料としてのＴｅ原料とを供給して、第１の元素と第２の元素とを含む第１の層としてのＳｂＴｅ層を成長させる工程と、ウエハ２００に対して、Ｔｅ原料と、第３の元素としてのＧｅを含む第３の原料としてのＧｅ原料とを供給して、第２の元素と第３の元素とを含む第２の層としてのＧｅＴｅ層を成長させる工程と、を交互に所定回数行い、その際、ＳｂＴｅ層を成長させる工程を、ＧｅＴｅ層を成長させる工程よりも先行して行うことで、ウエハ２００の表面に露出した導電膜上に、選択的にＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜を成長させる。
【００６３】
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（または成長した）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（または成長した）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。
【００６４】
したがって、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た（または成長した）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（または膜）を形成する（または成長させる）」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（または膜）を直接形成する（または成長させる）」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成された（または成長した）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（または膜）を形成する（または成長させる）」ことを意味する場合がある。
【００６５】
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。
【００６６】
（基板搬入および基板載置）
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。
【００６７】
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。
【００６８】
サセプタ２１７上に載置されたときの状態のウエハ２００、すなわち、後述する第１の層、第２の層、および積層膜のいずれも成長させる前の状態のウエハ２００を、「初期状態のウエハ２００」と呼ぶこととする。図６（ａ）を参照して、初期状態のウエハ２００の構造例について説明する。
【００６９】
初期状態のウエハ２００は、導電膜１００と絶縁膜１０１とが表面に露出している構造を有する。このような構造は、より具体的には、例えば、シリコンウエハ等の基材の上方に形成された導電膜１００を覆うように形成された絶縁膜１０１に、底が導電膜１００に達する凹部１０２を形成することで実現される。ウエハ２００の表面に形成された凹部１０２の底面には導電膜１００が露出しており、凹部１０２の側面および凹部１０２外側の上面には絶縁膜１０１が露出している。導電膜１００は、例えば金属膜により構成されており、金属膜は、例えばタングステン（Ｗ）により形成されている。絶縁膜１０１は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ）により形成されている。
【００７０】
（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２６４によって真空排気（減圧排気）される。減圧排気とは、大気圧未満の圧力となるように排気することをいう。この際に、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。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。
【００７１】
また、処理室２０１内のウエハ２００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。この際に、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。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。
【００７２】
（各原料の予備気化）
基板搬入〜温度調整の工程と並行し、以下のようにして、Ｓｂ原料ガス（第１の原料ガス）、Ｔｅ原料ガス（第２の原料ガス）およびＧｅ原料ガス（第３の原料ガス）を、それぞれ生成させておく（予備気化）。
【００７３】
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内へ供給することにより、バブラ２２０ａ内部に収容されたＳｂ液体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。
【００７４】
また、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内へ供給することにより、バブラ２２０ｂ内部に収容されたＴｅ液体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。
【００７５】
また、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内へ供給することにより、バブラ２２０ｃ内部に収容されたＧｅ液体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。
【００７６】
これらの予備気化の工程では、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内へ供給することなく処理室２０１をバイパスさせて排気しておく。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。
【００７７】
なお、基板搬入〜温度調整および後述する基板搬出の工程においては、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できる。
【００７８】
（第１の層の成長）
基板搬入〜温度調整の工程の後、第１の層の成長工程として、以下に説明するステップ１ａを実行する。
【００７９】
［ステップ１ａ］
（Ｓｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの供給）
バルブｖａ４，ｖｂ４を同時に閉じ、バルブｖａ３，ｖｂ３を同時に開いて、処理室２０１内へのＳｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの供給を同時に開始する。
【００８０】
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内へ供給され、加熱されたウエハ２００に対して供給される。
【００８１】
なお、処理室２０１内への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は開いたままとして、処理室２０１内へＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００８２】
処理室２０１内へのＳｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスの供給を所定時間継続することにより、ウエハ２００上に、第１の層として、所定厚さを有し、ＳｂおよびＴｅを含むＳｂＴｅ層を成長させる。
【００８３】
図６（ｂ）に示すように、１回目に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、絶縁膜１０１上にＳｂＴｅ層を成長させることなく導電膜１００上に選択的にＳｂＴｅ層１０３を成長させる。より具体的には、凹部１０２の側面上にＳｂＴｅ層を成長させることなく凹部１０２の底面上、すなわち導電膜１００上に、選択的にＳｂＴｅ層１０３を成長させる。１回目に行われるＳｂＴｅ層の成長工程において、Ｓｂ原料およびＴｅ原料は、初期状態のウエハ２００の表面に露出した導電膜１００および絶縁膜１０１の両方に対して供給されるものの、本願発明者が見出した知見によれば、ＳｂＴｅ層は、導電膜１００上には成長し、絶縁膜１０１上には成長しない。つまり、１回目に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、ＳｂＴｅ層を、導電膜１００上に選択的に成長させることができる。
【００８４】
図６（ｄ）を参照して、導電膜１００上へのＳｂＴｅ層の選択的な成長のメカニズムの一つの仮説について説明する。まず、導電膜１００を構成する原子、例えばＷ原子等の金属原子（Ａで表す）と、Ｓｂ原料に含まれるＳｂ原子（Ｓｂで表す）とが、電子の授受により結合する。そして、導電膜１００を構成する原子に結合したＳｂ原子と、Ｔｅ原料に含まれるＴｅ原子（Ｔｅで示す）とが結合する。一方、絶縁膜１０１を構成する原子と、Ｓｂ原子およびＴｅ原子とは、電子の授受が行われないことにより結合しない。このように、導電膜１００を構成する原子に選択的にＳｂ原子が結合することにより、導電膜１００上への選択的なＳｂＴｅ層の成長が行われるものと考えられる。
【００８５】
Ｓｂ原子は、金属原子に限らず、半金属原子や半導体原子に対しても、電子の授受により結合すると考えられる。したがって、ＳｂＴｅの選択的な成長の下地となる導電膜１００は、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜１００と捉えることができる。
【００８６】
金属元素を含む導電膜１００の材料としては、Ｗの他、例えば、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、酸化タングステン（ＷＯ）等が挙げられる。導電膜１００は、少なくとも露出した表面部分が、（不純物を除き）金属元素のみで構成された金属膜、例えば金属単体膜であることがより好ましい。
【００８７】
また、半金属元素や半導体元素を含む導電膜１００の材料としては、ＧｅやＳｉ等が挙げられる。なお、後述の第２の層として成長させるＧｅＴｅ層も、２回目以降に行われるＳｂＴｅ層の成長工程で成長させるＳｂＴｅ層の選択的な成長の下地として機能する。
【００８８】
絶縁膜１０１の材料としては、ＳｉＯの他、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）等が挙げられる。絶縁膜１０１は、複数の層が積層されて形成され、凹部１０２の側面に複数の層が露出した積層絶縁膜であってもよい。なお、積層絶縁膜中に導電層が存在することが許容される。ただし、このような導電層は、厚さが１０ｎｍ以下であることが好ましい。厚さが１０ｎｍ以下のごく薄い導電層であれば、凹部１０２の側面に露出した当該導電層からＳｂＴｅ層が成長することを抑制できる。
【００８９】
ＳｂＴｅ層の厚さは、ウエハ２００に対しＳｂ原料ガスおよびＴｅ原料ガスを供給する時間（ガス供給時間）を調整することで制御できる。ＳｂＴｅ層中のＳｂとＴｅとの比は、Ｓｂ原料ガス流量とＴｅ原料ガス流量との比率を調整することで制御でき、例えばＳｂ：Ｔｅ＝２：３とすることが好ましい。すなわち、ＳｂＴｅ層としては、Ｓｂ２Ｔｅ３層を形成するのが好ましい。
【００９０】
（残留ガス除去）
所定厚さのＳｂＴｅ層を成長させた後、バルブｖａ３，ｖｂ３を閉じ、バルブｖａ４，ｖｂ４を開いて、処理室２０１内への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ＳｂＴｅ層成長に寄与した後のＳｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスを処理室２０１内から排除する。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ＳｂＴｅ層成長に寄与した後のＳｂ原料ガス、Ｔｅ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。
【００９１】
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内へ供給する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できる。
【００９２】
ステップ１ａにおけるウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２２５℃〜３５０℃
処理室内圧力：５０Ｐａ〜４００Ｐａ
Ｓｂ原料ガス流量：０．１ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｔｅ原料ガス流量：０．１ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍ
Ｓｂ原料ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｔｅ原料ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
ＳｂＴｅ層厚：１ｎｍ〜１００ｎｍ
が例示される。
【００９３】
（第２の層の成長）
第１の層の成長工程であるステップ１ａの実行後、第２の層の成長工程として、以下に説明するステップ２ａを実行する。
【００９４】
［ステップ２ａ］
（Ｔｅ原料ガスおよびＧｅ原料ガスの供給）
バルブｖｂ４，ｖｃ４を同時に閉じ、バルブｖｂ３，ｖｃ３を同時に開いて、処理室２０１内へのＴｅ原料ガスおよびＧｅ原料ガスの供給を同時に開始する。Ｔｅ原料ガス、Ｇｅ原料ガスは、それぞれ、ステップ１ａにおけるガス供給と同様にして、シャワーヘッド２４０を介し処理室２０１内へ供給され、加熱されたウエハ２００に対して供給される。
【００９５】
また、ステップ１ａと同様に、Ｔｅ原料ガス、Ｇｅ原料ガスの拡散を促すように、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、処理室２０１内へＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【００９６】
処理室２０１内へのＴｅ原料ガスおよびＧｅ原料ガスの供給を所定時間継続することにより、ウエハ２００上に、第２の層として、所定厚さを有し、ＧｅおよびＴｅを含むＧｅＴｅ層を成長させる。
【００９７】
図６（ｃ）に示すように、１回目に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、絶縁膜１０１上にＧｅＴｅ層を成長させることなくＳｂＴｅ層１０３上に選択的にＧｅＴｅ層１０４を成長させる。より具体的には、凹部１０２の側面上にＧｅＴｅ層を成長させることなく凹部１０２の底面上に成長させたＳｂＴｅ層１０３上に、選択的にＧｅＴｅ層１０４を成長させる。ＧｅＴｅ層の成長工程において、Ｇｅ原料およびＴｅ原料は、ＳｂＴｅ層および絶縁膜１０１の両方に対して供給されるものの、本願発明者が見出した知見によれば、ＧｅＴｅ層は、ＳｂＴｅ層上には成長し、絶縁膜１０１上には成長しない。つまり、１回目に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、ＧｅＴｅ層を、ＳｂＴｅ層上に選択的に成長させることができる。なお、ＳｂＴｅ層がＧｅＴｅ層の選択的な成長の下地として機能することは、２回目以降に行われるＧｅＴｅ層の成長工程でも同様である。
【００９８】
ＧｅＴｅ層の厚さは、ウエハ２００に対しＴｅ原料ガスおよびＧｅ原料ガスを供給する時間（ガス供給時間）を調整することで制御できる。ＧｅＴｅ層中のＧｅとＴｅとの比は、Ｇｅ原料ガス流量とＴｅ原料ガス流量との比率を調整することで制御でき、例えばＧｅ：Ｔｅ＝１：１とすることが好ましい。
【００９９】
（残留ガス除去）
所定厚さのＧｅＴｅ層を成長させた後、バルブｖｂ３，ｖｃ３を閉じ、バルブｖｂ４，ｖｃ４を開いて、処理室２０１内へのＴｅ原料ガス、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ＧｅＴｅ層成長に寄与した後のＴｅ原料ガス、Ｇｅ原料ガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして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、ステップ１ａにおける残留ガス除去工程と同様である。
【０１００】
ステップ２ａにおけるウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２２５℃〜３５０℃
処理室内圧力：５０Ｐａ〜４００Ｐａ
Ｔｅ原料ガス流量：０．１ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｇｅ原料ガス流量：０．１ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍ
Ｔｅ原料ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｇｅ原料ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
ＧｅＴｅ層厚：１ｎｍ〜１００ｎｍ
が例示される。
【０１０１】
なお、ステップ１ａおよびステップ２ａのそれぞれにおいて、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。
【０１０２】
（サイクルの所定回数実施）
ステップ１ａ、すなわち、第１の層としてのＳｂＴｅ層を成長させる工程と、ステップ２ａ、すなわち、第２の層としてのＧｅＴｅ層を成長させる工程とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数（１回以上）行うことにより、すなわち、ＳｂＴｅ層の成長工程とＧｅＴｅ層の成長工程とを交互に１回以上行うことにより、導電膜１００上に選択的に、ＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜１０５を成長させる。より具体的には、凹部１０２の側面上に積層膜を成長させることなく凹部１０２の底面上に選択的に積層膜１０５を成長させる。
【０１０３】
サイクルを複数回行う場合の、２サイクル目以降の積層膜１０５の成長について、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して説明する。２サイクル目以降のステップ１ａ、すなわち２回目以降に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、絶縁膜１０１上にＳｂＴｅ層を成長させることなくＧｅＴｅ層上に選択的にＳｂＴｅ層を成長させる。２サイクル目以降のステップ２ａ、すなわち２回目以降に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、絶縁膜１０１上にＧｅＴｅ層を成長させることなくＳｂＴｅ層上に選択的にＧｅＴｅ層を成長させる。より具体的には、２回目以降に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、凹部１０２の側面上にＳｂＴｅ層を成長させることなく凹部１０２の底面上方に成長させたＧｅＴｅ層上に、選択的にＳｂＴｅ層を成長させる。２回目以降に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、凹部１０２の側面上にＧｅＴｅ層を成長させることなく凹部１０２の底面上方に成長させたＳｂＴｅ層上に、選択的にＧｅＴｅ層を成長させる。
【０１０４】
このようにして、積層膜１０５を、凹部１０２の側面側から成長させることなく凹部１０２の底面側からボトムアップ成長させる。このようにして膜を成長させる成膜をボトムアップ成膜ともいう。図７（ａ）において、積層膜１０５の成長方向を矢印で示す。なお、図７（ａ）以降の図では、煩雑さを避けるため、１回目のＳｂＴｅ層の成長工程で成長させたＳｂＴｅ層１０３および１回目のＧｅＴｅ層の成長工程で成長させたＧｅＴｅ層１０４の上方に成長させたＳｂＴｅ層、ＧｅＴｅ層については各層の図示を省略している。
【０１０５】
図７（ｂ）に示すように、積層膜１０５の厚さが所定厚さに達して、凹部１０２の埋め込みが完了したら、積層膜１０５の成長を終了させる。なお、最後のステップは、必要に応じて、ステップ１ａとしても、ステップ２ａとしてもよい。つまり、成長させた積層膜１０５の最表面は、必要に応じて、ＳｂＴｅ層としても、ＧｅＴｅ層としてもよい。成長させた積層膜１０５の上面は、凹部１０２の開口の縁に沿って円環状に、凹部１０２外側の絶縁膜１０１の上面よりも突出した突出部１０５ａを有する。
【０１０６】
なお、積層膜１０５は、必要に応じて、超格子として、すなわち、ＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とがナノレベルで積層されてなる積層膜（ナノラミネート膜）として成長させることができる。積層膜１０５を超格子として成長させる場合は、各ＳｂＴｅ層の厚さを１ｎｍ〜４ｎｍの範囲内の厚さとすることが好ましく、また、各ＧｅＴｅ層の厚さを１ｎｍ〜２ｎｍの範囲内の厚さとすることが好ましい。
【０１０７】
（パージ）
所定膜厚の積層膜を成長させた後、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。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。
【０１０８】
（基板搬出）
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、積層膜を成長させた後のウエハ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、成長させた積層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。
【０１０９】
（基板研磨）
その後、図７（ｃ）に示すように、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で積層膜１０５の上面をＣＭＰ処理して、突出部１０５ａを除去することができる。すなわち、積層膜１０５の上面をＣＭＰ処理により平坦化することができる。
【０１１０】
（３）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つまたは複数の効果を得ることができる。
【０１１１】
（ａ）金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板上に、ＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜を成長させる際、ＳｂＴｅ層の成長工程をＧｅＴｅ層の成長工程よりも先行して行うことで、導電膜上に選択的に積層膜を成長させることができる。
【０１１２】
１回目に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、ＳｂＴｅ層を導電膜上に選択的に成長させることができる。１回目に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、ＧｅＴｅ層をＳｂＴｅ層上に選択的に成長させることができる。２回目以降に行われるＳｂＴｅ層の成長工程では、ＳｂＴｅ層をＧｅＴｅ層上に選択的に成長させることができる。２回目以降に行われるＧｅＴｅ層の成長工程では、１回目に行われるＧｅＴｅ層の成長工程と同様に、ＧｅＴｅ層をＳｂＴｅ層上に選択的に成長させることができる。
【０１１３】
（ｂ）例えば、Ｓｂ原料としてアルキル基およびアミノ基のうち少なくともいずれかを含むＳｂ原料を用い、Ｔｅ原料としてアルキル基を含むＴｅ原料を用い、Ｇｅ原料としてアミノ基およびアミジン基のうち少なくともいずれかを含むＧｅ原料を用いることで、導電膜上への選択的な積層膜の成長を行わせることができる。
【０１１４】
（ｃ）表面に凹部が形成され、凹部の底面には導電膜が露出し、凹部の側面には絶縁膜が露出した基板を用いる場合、凹部の底面上に選択的に積層膜を成長させることができる。つまり、凹部の底面側から積層膜をボトムアップ成長させることができる。
【０１１５】
ここで、図１１を参照し、比較形態として、表面に凹部が形成された基板の表面形状に沿って、つまり、凹部の底面、凹部の側面および凹部外側の上面すべての領域で非選択的に積層膜が成長する場合、つまり、積層膜がコンフォーマル成長する場合について説明する。
【０１１６】
比較形態のコンフォーマル成長では、凹部の縁近傍で凹部中心側に突き出して成長した肩部が、対向側の肩部と接触することにより、凹部内にボイドが形成されて、凹部が良好に埋め込まれないことがある。また、コンフォーマル成長では、例えば凹部底面と凹部側面とで積層膜の積層方向が揃わないことがある。さらに、コンフォーマル成長では、凹部を埋め込む積層膜成長が終了した後、凹部外側の全面をＣＭＰで除去する必要があり、ＣＭＰ処理が容易でない。
【０１１７】
これに対し、実施形態によるボトムアップ成長では、積層膜の成長方向が上方に揃っているため、ボイドの形成が防止されて凹部を良好に埋め込むことができる。また、積層膜の積層方向を均一に揃えることができる。さらに、ＣＭＰでは、突出部１０５ａを除去する程度で済み、凹部外側のＣＭＰが不要となるため、ＣＭＰ工程が容易となり、ＣＭＰの時間を短縮することも可能となる。
【０１１８】
（ｄ）各ＳｂＴｅ層の厚さを好ましくは１ｎｍ〜４ｎｍの範囲内の厚さとし、各ＧｅＴｅ層の厚さを好ましくは１ｎｍ〜２ｎｍの範囲内の厚さとすることにより、積層膜を超格子（ナノラミネート膜）として成長させることができる。
【０１１９】
（ｅ）ＳｂＴｅ層を成長させる工程では、Ｓｂ原料ガスの流量とＴｅ原料ガスの流量との比率を調整することにより、例えばＳｂ：Ｔｅ＝２：３であるＳｂＴｅ層を成長させることができる。また、ＧｅＴｅ層を成長させる工程では、Ｇｅ原料ガスの流量とＴｅ原料ガスの流量との比率を調整することにより、例えばＧｅ：Ｔｅ＝１：１であるＧｅＴｅ層を成長させることができる。このようにして、ＳｂＴｅ層におけるＳｂ：ＴｅとＧｅＴｅ層におけるＧｅ：Ｔｅとが制御された積層膜、例えば、Ｓｂ：Ｔｅ＝２：３であるＳｂＴｅ層とＧｅ：Ｔｅ＝１：１であるＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜を成長させることができる。
【０１２０】
（４）変形例
本実施形態における成膜シーケンスは、図５に示す態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
【０１２１】
（変形例１）
変形例１について説明する。変形例１は、第１の層としてのＳｂＴｅ層を成長させる工程において、ステップ１ａの後に反応ガスを供給するステップ１ｂが追加されている点で、図５に示す成膜シーケンスと異なる。また、第２の層としてのＧｅＴｅ層を成長させる工程において、ステップ２ａの後に反応ガスを供給するステップ２ｂが追加されている点で、図５に示す成膜シーケンスと異なる。
【０１２２】
（第１の層の成長）
［ステップ１ａ］
まず、図５に示す成膜シーケンスについて説明した処理と同様にして、ＳｂＴｅ層を成長させる工程のステップ１ａまでの処理を行う。
【０１２３】
［ステップ１ｂ］
（ＮＨ３ガス供給）
ステップ１ａの残留ガス除去工程が終了した後、バルブｖｄ１，ｖｄ２，ｖｄ３を開いて、処理室２０１内へ、反応ガスとしての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内へ供給され、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は開いたままとして、処理室２０１内へＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【０１２４】
これにより、ステップ１ａで形成されたＳｂＴｅ層上に、ＮＨ３ガスが供給される。ＮＨ３ガスの触媒作用により、ＳｂＴｅ層に含まれている残留リガンドのＳｂＴｅ層からの分離を促すことができる。このようにして、ＳｂＴｅ層中の不純物濃度を低減させることができる。
【０１２５】
（残留ガス除去）
その後、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ＳｂＴｅ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。
【０１２６】
なお、このとき、バルブｖｅ１，ｖｅ２，ｖｅ３，ｖｆ１，ｖｆ２，ｖｆ３は開いたままとして、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、ステップ１ａの残留ガス除去工程と同様である。
【０１２７】
ステップ１ｂにおけるウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２２５℃〜３５０℃
処理室内圧力：５０Ｐａ〜４００Ｐａ
ＮＨ３流量：５０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍ
ＮＨ３ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
が例示される。
【０１２８】
（第２の層の成長）
［ステップ２ａ］
ステップ１ｂの残留ガス除去工程が終了した後、図５に示す成膜シーケンスについて説明した処理と同様にして、ＧｅＴｅ層を成長させる工程のステップ２ａまでの処理を行う。
【０１２９】
［ステップ２ｂ］
（ＮＨ３ガス供給）
ステップ２ａの残留ガス除去工程が終了した後、ステップ１ｂのＮＨ３ガス供給工程と同様にして、ＮＨ３ガスの供給を開始する。また、ステップ１ｂのＮＨ３ガス供給工程と同様に、処理室２０１内へＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。
【０１３０】
これにより、ステップ２ａで成長させたＧｅＴｅ層上に、ＮＨ３ガスが供給される。ＮＨ３ガスの触媒作用により、ＧｅＴｅ層に含まれている残留リガンドのＧｅＴｅ層からの分離を促すことができる。このようにして、ＧｅＴｅ層中の不純物濃度を低減させることができる。
【０１３１】
（残留ガス除去）
その後、ステップ１ｂの残留ガス除去工程と同様にして、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ＧｅＴｅ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。
【０１３２】
なお、このとき、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、ステップ１ｂの残留ガス除去工程と同様である。
【０１３３】
ステップ２ｂにおけるウエハ２００の処理条件としては、
ウエハ温度：２２５℃〜３５０℃
処理室内圧力：５０Ｐａ〜４００Ｐａ
ＮＨ３流量：５０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２流量：０ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍ
ＮＨ３ガス供給時間：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
Ｎ２ガス供給時間（パージ時間）：１秒〜１２０秒、好ましくは１秒〜６０秒
が例示される。
【０１３４】
ステップ１ａおよびステップ１ｂ、すなわち、第１の層としてのＳｂＴｅ層を成長させる工程と、ステップ２ａおよびステップ２ｂ、すなわち、第２の層としてのＧｅＴｅ層を成長させる工程とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数（１回以上）行うことにより、ＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とが積層されてなる積層膜を成長させることができる。さらに、その後、パージ工程、基板搬出工程、基板研磨工程が、図５に示す成膜シーケンスについて説明した処理と同様にして行われる。
【０１３５】
（変形例２）
変形例２について説明する。変形例２は、図５に示す成膜シーケンスと、反応ガス、例えばＮＨ３ガスの供給が加わっている点で異なる。ＳｂＴｅ層を成長させるステップ１ａでは、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガスと同時にＮＨ３ガスを供給し、ＧｅＴｅ層を成長させるステップ２ａでは、Ｔｅ原料ガス、Ｇｅ原料ガスと同時にＮＨ３ガスを供給する。ステップ１ａおよびステップ２ａにおけるＮＨ３ガスの流量は、それぞれ、例えば５０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍとすることができる。
【０１３６】
ＮＨ３ガスは、ＳｂＴｅ層の成長工程において、Ｓｂ原料ガス、Ｔｅ原料ガス等の熱分解を促す触媒として作用し、ＧｅＴｅ層の成長工程において、Ｔｅ原料ガス、Ｇｅ原料ガスの熱分解を促す触媒として作用する。これにより、ＳｂＴｅ層の成長をより効率的に進行させることができるとともに、ＧｅＴｅ層の成長をより効率的に進行させることができる。
【０１３７】
変形例１では、原料ガスと反応ガスとを交互供給したが、変形例２のように、原料ガスと反応ガスとを同時供給することもできる。なお、本実施形態による基板処理装置では、原料ガスと反応ガスとを別々に処理室２０１内へ供給することができる。これにより、原料ガスと反応ガスとが同時供給される場合に、原料ガスと反応ガスとが処理室２０１内へ供給される前に反応してしまうことを抑制できる。
【０１３８】
変形例１および変形例２のそれぞれで用いられる反応ガスは、ＮＨ３ガスに限定されない。反応ガスとして、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。
【０１３９】
変形例１および２によれば、図５に示す成膜シーケンスと同様の効果を得ることができる。各変形例１および２において、図５の成膜シーケンスとの差異として説明した以外の処理条件は、例えば、図５の成膜シーケンスについて説明した処理条件と同様の処理条件とすることができる。
【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】
上述の実施形態による基板処理装置では、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、原料ガス供給口２１０ａ、反応ガス供給口２１０ｂは、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により、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抑制しやすくなり、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できる。反応ガス供給口２１０ｂを分散させて複数設けることにより、反応ガスを処理室２０１内に均一に拡散させ易くなり、反応ガスによる反応の面内均一性向上等が図られる。
【０１４２】
積層膜の成長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（各層の組成比、膜質、膜厚、ガス供給パターン、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２８２）を介して、基板処理装置が備える記憶装置２８０ｃ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ＣＰＵ２８０ａが、記憶装置２８０ｃ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組成比、膜質、膜厚の積層膜を汎用的に、かつ、再現性よく成長させられるようになる。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。
【０１４３】
上述のプロセスレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のプロセスレシピを変更することで用意してもよい。プロセスレシピを変更する場合は、変更後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を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置２８１を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のプロセスレシピを直接変更するようにしてもよい。
【０１４４】
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（枚葉式装置）を用いて基板処理を行う例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型基板処理装置（縦型装置）を用いて基板処理を行う場合にも、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基板処理を行う例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、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基板処理を行う場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、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。
【０１４５】
以下、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、ホットウォール型の縦型装置を用いた基板処理の例について説明する。
【０１４６】
図１０（ａ）に示されるように、処理炉３０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ３０７を有する。ヒータ３０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。
【０１４７】
ヒータ３０７の内側には、ヒータ３０７と同心円状に反応管３０３が配設されている。反応管３０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管３０３の筒中空部には処理室３０１が形成されている。処理室３０１は、複数枚の基板としてのウエハ２００を、後述するボート３１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【０１４８】
反応管３０３の下方には、反応管３０３と同心円状にマニホールド３０９が配設されている。マニホールド３０９は、例えばステンレス等からなり、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３０９は、反応管３０３に係合しており、反応管３０３を支持するように設けられている。なお、マニホールド３０９と反応管３０３との間には、シール部材としてのＯリング３２０ａが設けられている。マニホールド３０９がヒータベースに支持されることにより、反応管３０３は垂直に据え付けられた状態となっている。反応管３０３とマニホールド３０９とにより処理容器（反応容器）が形成される。
【０１４９】
マニホールド３０９には、第１ガス導入部としての第１ノズル３３３ａと、第２ガス導入部としての第２ノズル３３３ｂとが、マニホールド３０９の側壁を貫通するように接続されている。第１ノズル３３３ａおよび第２ノズル３３３ｂは、それぞれ、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなり、水平部と垂直部とを有するＬ字形状である。水平部は、マニホールド３０９に接続されている。垂直部は、反応管３０３の内壁とウエハ２００との間における円環上の空間に、反応管３０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向に向かって立ち上がるように設けられている。第１ノズル３３３ａおよび第２ノズル３３３ｂの垂直部の側面には、それぞれ、ガスを供給する供給孔である第１ガス供給孔３４８ａおよび第２ガス供給孔３４８ｂが設けられている。第１ガス供給孔３４８ａおよび第２ガス供給孔３４８ｂは、それぞれ、例えば、下部から上部にわたって同一の開口面積を有し、同じ開口ピッチで設けられている。
【０１５０】
第１ノズル３３３ａ、第２ノズル３３３ｂに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第１ノズル３３３ａに原料ガス供給系が接続され、第２ノズル３３３ｂに反応ガス供給系が接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガスと、反応ガスとを、別々のノズルにより供給する。なお、原料ガスと反応ガスとを同一のノズルにより供給するようにしてもよい。
【０１５１】
マニホールド３０９には、処理室３０１内の雰囲気を排気する排気管３３１が設けられている。排気管３３１には、圧力検出器としての圧力センサ３４５及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ３４２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ３４６が接続されている。ＡＰＣバルブ３４２は、真空ポンプ３４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、さらに、真空ポンプ３４６を作動させた状態で、圧力センサ３４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室３０１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。
【０１５２】
マニホールド３０９の下方には、マニホールド３０９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３１９が設けられている。シールキャップ３１９は、マニホールド３０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ３１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ３１９の上面には、マニホールド３０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング３２０ｂが設けられている。シールキャップ３１９の処理室３０１と反対側には、後述するボート３１７を回転させる回転機構３６７が設置されている。回転機構３６７の回転軸３５５は、シールキャップ３１９を貫通して、ボート３１７に接続されており、ボート３１７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３１９は、反応管３０３の外部に配置された昇降機構としてのボートエレベータ３１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート３１７を処理室３０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
【０１５３】
基板保持具としてのボート３１７は、複数、例えば２５枚〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート３１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。なお、ボート３１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱材料からなる断熱部材３１８が設けられており、ヒータ３０７からの熱がシールキャップ３１９側に伝わりにくくなるように構成されている。反応管３０３内には、温度検出器としての温度センサ３６３が設置されている。ヒータ３０７は、温度センサ３６３により検出された温度情報に基づきヒータ３０７への通電具合を調整することで、処理室３０１内の温度を所定の温度分布とすることができるように構成されている。温度センサ３６３は、ノズル３３３ａ，３３３ｂと同様に、反応管３０３の内壁に沿って設けられている。
【０１５４】
制御部（制御手段）であるコントローラ３８０は、ＡＰＣバルブ３４２、ヒータ３０７、温度センサ３６３、真空ポンプ３４６、回転機構３６７、ボートエレベータ３１５、バルブｖａ１〜ｖａ５，ｖｂ１〜ｖｂ５，ｖｃ１〜ｖｃ５，ｖｄ１〜ｖｄ３，ｖｅ１〜ｖｅ３，ｖｆ１〜ｖｆ３、ＭＦＣ２２２ａ〜２２２ｆ等の動作を制御する。
【０１５５】
次に、上述のような縦型装置の処理炉を用いた基板処理について説明する。以下の説明において、縦型装置を構成する各部の動作はコントローラ３８０により制御される。
【０１５６】
複数枚のウエハ２００をボート３１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、図１０（ａ）に示すように、複数枚のウエハ２００を保持したボート３１７を、ボートエレベータ３１５によって持ち上げて処理室３０１内に搬入（ボートロード）する。この状態で、シールキャップ３１９はＯリング３２０ｂを介してマニホールド３０９の下端をシールした状態となる。
【０１５７】
処理室３０１内が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ３４６によって処理室３０１内を真空排気する。この際に、処理室３０１内の圧力を圧力センサ３４５で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ３４２をフィードバック制御する。また、処理室３０１内が所望の温度となるように、ヒータ３０７によって加熱する。この際、処理室３０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ３６３が検出した温度情報に基づきヒータ３０７への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構３６７によりボート３１７を回転させることで、ウエハ２００を回転させる。
【０１５８】
その後、ウエハ２００上に積層膜を成長させる基板処理を行う。積層膜成長の手順や条件は、例えば、上述の枚葉式装置による実施形態における積層膜成長の手順や条件と同様とすることができる。
【０１５９】
ウエハ２００上に、所定膜厚の積層膜を成長させた後、処理室３０１内にＮ２ガスを供給し、処理室３０１内を排気する。これにより、処理室３０１内に残留しているガスや反応副生成物を除去し、処理室３０１内をＮ２ガスによりパージする。
【０１６０】
その後、ボートエレベータ３１５によりシールキャップ３１９を下降させて、マニホールド３０９の下端を開口させるとともに、積層膜を成長させた後のウエハ２００を、ボート３１７に保持させた状態でマニホールド３０９の下端から反応管３０３の外部に搬出（ボートアンロード）する。その後、処理済のウエハ２００をボート３１７より取り出して（ウエハディスチャージ）、基板処理を完了する。縦型装置を用いて基板処理を行う場合においても、枚葉式装置を用いて基板処理を行う場合における効果と同様な効果を得ることができる。
【０１６１】
また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて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。
【実施例】
【０１６２】
実施例として、図５に示す成膜シーケンスと同様な処理により、基板上にＳｂＴｅ層とＧｅＴｅ層とを交互に成長させて積層膜を成長させた。図９（ａ）を参照して、実施例による基板の表面近傍の構造の一例について説明する。ＳｉＯで形成された絶縁膜９０上に、ＴｉＮで形成された導電層１００ａが積層され、導電層１００ａ上に、Ｗで形成された導電膜１００が積層されている。導電膜１００上に、ＴｉＮで形成された導電層１００ｂが積層され、導電層１００ｂ上に、絶縁膜１０１が積層されている。
【０１６３】
絶縁膜１０１は、ＳｉＮで形成された絶縁層１０１ａと、ＳｉＮで形成された絶縁層１０１ｂと、ＳｉＯで形成された絶縁層１０１ｃとの積層で構成されている。導電膜１００の上面上に、導電層１００ｂと絶縁層１０１ａとが形成されている。絶縁層１０１ａ上に、絶縁層１０１ｂが形成され、絶縁層１０１ｂは、絶縁層１０１ａ、導電層１００ｂ、導電膜１００、および導電層１００ａの側面を覆い、導電層１００ａの外側の絶縁膜９０の上面を覆っている。絶縁層１０１ｂ上に、絶縁層１０１ｃが形成されている。基板表面に、底に導電膜１００の上面が露出した凹部１０２が形成されており、導電層１００ｂと絶縁膜１０１とに形成された貫通孔の側面が、凹部１０２の側面を構成している。すなわち、凹部１０２の側面に、導電層１００ｂおよび絶縁層１０１ａ〜１０１ｃの側面が露出している。
【０１６４】
絶縁膜９０の厚さは、例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の厚さである。導電層１００ａの厚さは、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の厚さである。導電膜１００の厚さは、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の厚さである。
【０１６５】
導電層１００ｂの厚さは、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の厚さである。絶縁層１０１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは２０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内の厚さである。絶縁層１０１ｂの厚さは、例えば２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の厚さであり、好ましくは２０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内の厚さである。なお、導電層１００ｂの厚さが１０ｎｍ以下と薄いので、導電層１００ｂの側面からの積層膜の成長は抑制されることとなる。
【０１６６】
Ｓｂ原料としては、ＴＤＭＡＳｂを用い、Ｔｅ原料としては、ＤＴＢＴｅを用い、Ｇｅ原料としては、図８のＧｅ原料を用いた。ＳｂＴｅ層としては、Ｓｂ：Ｔｅ＝２：３のＳｂＴｅ層を成長させ、ＧｅＴｅ層としては、Ｇｅ：Ｔｅ＝１：１のＧｅＴｅ層を成長させた。
【０１６７】
図９（ｂ）および図９（ｃ）は、成長させた積層膜を示す走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。図９（ｂ）は、積層膜を成長させた基板を斜め上方から観察したＳＥＭ像であり、図９（ｂ）で観察される白い円環状の部分が、図７（ｂ）に示した突出部１０５ａに対応する。図９（ｃ）は、１つの凹部に成長した積層膜の断面（縦断面）を観察したＳＥＭ像である。
【０１６８】
図９（ｂ）および図９（ｃ）のＳＥＭ像からわかるように、積層膜は凹部の底面側から選択的にボトムアップ成長しており、凹部外側の絶縁膜上には成長していない。このように、積層膜の導電膜上への選択的な成長が可能であることが確認された。なお、積層膜上面の突出部は、図７（ｃ）を参照して説明したように、ＣＭＰで除去することができる。
【０１６９】
＜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。
【０１７０】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる工程と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる工程と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる工程を前記第２の層を成長させる工程よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる工程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。
【０１７１】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の元素はアンチモン（Ｓｂ）であり、前記第２の元素はテルル（Ｔｅ）であり、前記第３の元素はゲルマニウム（Ｇｅ）である。
【０１７２】
（付記３）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の原料はアルキル基およびアミノ基のうち少なくともいずれかを含み、前記第２の原料はアルキル基を含み、前記第３の原料はアミノ基およびアミジン基のうち少なくともいずれかを含む。
【０１７３】
（付記４）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記第１の原料はアルキル基を含み、前記第２の原料はアルキル基を含み、前記第３の原料はアミジン基を含む。
【０１７４】
（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
１回目に行われる前記第１の層を成長させる工程では、（前記絶縁膜上に前記第１の層を成長させることなく）前記導電膜上に選択的に前記第１の層を成長させ、
１回目に行われる前記第２の層を成長させる工程では、（前記絶縁膜上に前記第２の層を成長させることなく）前記第１の層上に選択的に前記第２の層を成長させる。
【０１７５】
（付記６）
付記５に記載の方法であって、好ましくは、
２回目以降に行われる前記第１の層を成長させる工程では、（前記絶縁膜上に前記第１の層を成長させることなく）前記第２の層上に選択的に前記第１の層を成長させ、
２回目以降に行われる前記第２の層を成長させる工程では、（前記絶縁膜上に前記第２の層を成長させることなく）前記第１の層上に選択的に前記第２の層を成長させる。
【０１７６】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記基板の表面には凹部が形成されており、前記凹部の底面には前記導電膜が露出しており、前記凹部の側面には前記絶縁膜が露出しており、
前記積層膜を成長させる工程では、（前記凹部の側面上に前記積層膜を成長させることなく）前記凹部の底面上に選択的に前記積層膜を成長させる。
【０１７７】
（付記８）
付記７に記載の方法であって、好ましくは、
前記積層膜を成長させる工程では、（前記凹部の側面側から前記積層膜を成長させることなく）前記凹部の底面側から前記積層膜をボトムアップ成長させる。このようにして膜を成長させる成膜をボトムアップ成膜ともいう。
【０１７８】
（付記９）
付記７または８に記載の方法であって、好ましくは、
１回目に行われる前記第１の層を成長させる工程では、（前記凹部の側面上に前記第１の層を成長させることなく）前記凹部の底面上に選択的に前記第１の層を成長させ、
１回目に行われる前記第２の層を成長させる工程では、（前記凹部の側面上に前記第２の層を成長させることなく）前記第１の層上に選択的に前記第２の層を成長させる。
【０１７９】
（付記１０）
付記９に記載の方法であって、好ましくは、
２回目以降に行われる前記第１の層を成長させる工程では、（前記凹部の側面上に前記第１の層を成長させることなく）前記第２の層上に選択的に前記第１の層を成長させ、
２回目以降に行われる前記第２の層を成長させる工程では、（前記凹部の側面上に前記第２の層を成長させることなく）前記第１の層上に選択的に前記第２の層を成長させる。
【０１８０】
（付記１１）
付記１乃至１０のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記積層膜は、前記第１の層と前記第２の層とがナノレベルで積層されてなる積層膜（ナノラミネート膜）である。
【０１８１】
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
さらに、前記積層膜の上面を化学機械研磨処理する工程を有する。すなわち、さらに、前記積層膜の上面を化学機械研磨処理により平坦化する工程を有する。
【０１８２】
（付記１３）
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に第１の元素を含む第１の原料を供給する第１原料供給系と、
前記処理室内に第２の元素を含む第２の原料を供給する第２原料供給系と、
前記処理室内に第３の元素を含む第３の原料を供給する第３原料供給系と、
前記処理室内に収容した、金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、前記第１の原料と前記第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる処理と、前記処理室内の前記基板に対して、前記第２の原料と前記第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる処理と、を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる処理を前記第２の層を成長させる処理よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる処理を行わせるように、前記第１原料供給系、前記第２原料供給系および前記第３原料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。
【０１８３】
（付記１４）
本発明のさらに他の態様によれば、
金属元素、半金属元素または半導体元素を含む導電膜と、絶縁膜とが表面に露出した基板に対して、第１の元素を含む第１の原料と第２の元素を含む第２の原料とを供給して、前記第１の元素と前記第２の元素とを含む第１の層を成長させる手順と、
前記基板に対して、前記第２の原料と第３の元素を含む第３の原料とを供給して、前記第２の元素と前記第３の元素とを含む第２の層を成長させる手順と、
を交互に所定回数行い、その際、前記第１の層を成長させる手順を前記第２の層を成長させる手順よりも先行して行うことで、前記基板の表面に露出した前記導電膜上に、選択的に前記第１の層と前記第２の層とが積層されてなる積層膜を成長させる手順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。
【符号の説明】
【０１８４】
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４】
2016063091.tif 000003
【図５】
2016063091.tif 000004
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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