WO2015140933A1 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体 - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2015140933A1
WO2015140933A1 PCT/JP2014/057388 JP2014057388W WO2015140933A1 WO 2015140933 A1 WO2015140933 A1 WO 2015140933A1 JP 2014057388 W JP2014057388 W JP 2014057388W WO 2015140933 A1 WO2015140933 A1 WO 2015140933A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
supplying
oxidant
processing chamber
raw material
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/057388
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
卓朗 牛田
司 鎌倉
芦原　洋司
中谷　公彦
Original Assignee
株式会社日立国際電気
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立国際電気 filed Critical 株式会社日立国際電気
Priority to JP2016508375A priority Critical patent/JP6123021B2/ja
Priority to KR1020167025535A priority patent/KR101923793B1/ko
Priority to PCT/JP2014/057388 priority patent/WO2015140933A1/ja
Publication of WO2015140933A1 publication Critical patent/WO2015140933A1/ja
Priority to US15/267,390 priority patent/US9916976B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02186—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing titanium, e.g. TiO2

Abstract

　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する工程と、処理室内の基板に対して酸化剤と原料とを同時に供給する工程とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う工程と、処理室内の基板に対する酸化剤と原料との供給を停止して処理室内をパージする工程と、パージ後の処理室内の基板に対して酸化剤を供給する工程と、を含むサイクルを所定回数行う。

Description

半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体
　本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体に関する。
　半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板に対して、金属元素を含む原料や酸化剤を供給し、基板上に金属元素を含む酸化膜を形成する成膜処理が行われることがある。
　本発明は、原料と酸化剤とを用いて基板上に金属元素を含む酸化膜を形成する際に、成膜処理の生産性を高め、膜質を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、
　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する工程と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する工程とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う工程と、
　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする工程と、
　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する工程と、
　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化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。
　本発明の他の態様によれば、
　基板を収容する処理室と、
　前記処理室内へ原料を供給する原料供給系と、
　前記処理室内へ酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
　前記処理室内へパージガスを供給するパージガス供給系と、
　前記処理室内の基板に対して前記酸化剤を先行して供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する処理とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う処理と、前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止し前記処理室内へ前記パージガスを供給して前記処理室内をパージする処理と、前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化膜を形成する処理を行うように、前記原料供給系、前記酸化剤供給系および前記パージ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。
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する手順と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する手順とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う手順と、
　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする手順と、
　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する手順と、
　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化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。
　本発明によれば、原料と酸化剤とを用いて基板上に金属元素を含む酸化膜を形成する際に、成膜処理の生産性を高め、膜質を向上させることが可能となる。
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縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 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縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。 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り、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 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のタイミングを示す図である。 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のタイミングの変形例１を示す図である。 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のタイミングの変形例２を示す図である。 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のタイミングの変形例３を示す図である。 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のタイミングの変形例５を示す図である。 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のタイミングの変形例７を示す図である。 実施例１におけるＴｉＯ膜の膜厚および面内膜厚均一性の評価結果を示す図である。 実施例２におけるＴｉＯ膜の表面ラフネス、成膜レートおよび膜密度の評価結果を示す図である。 実施例２におけるＴｉＯ膜の表面の顕微鏡写真を示す図である。 実施例２におけるＴｉＯ膜の組成の評価結果を示す図である。 本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
＜一実施形態＞
　以下、本発明の一実施形態について図１～図３を用いて説明する。
（１）基板処理装置の構成
　図１に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、後述するようにガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
　ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、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２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属からなり、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２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の基板としてのウエハ２００を、後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に配列した状態で収容可能に構成されている。
　処理室２０１内には、ノズル２４９ａ，２４９ｂが、マニホールド２０９を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ノズル２４９ａ，２４９ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ接続されている。このように、反応管２０３には、２本のノズル２４９ａ，２４９ｂと、２本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂとが設けられており、処理室２０１内へ２種類のガスを供給することができるように構成されている。
　ガス供給管２３２ａ，２３２ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂのバルブ２４３ａ，２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｃ，２３２ｄがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄおよび開閉弁であるバルブ２４３ｃ，２４３ｄがそれぞれ設けられている。
　ガス供給管２３２ａ，２３２ｂの先端部には、ノズル２４９ａ，２４９ｂがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、Ｌ字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されており、それらの各水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられており、それらの各垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
　このように、本実施形態では、反応管２０３の内壁と、積載された複数のウエハ２００の端部と、で定義される円環状の縦長の空間内、つまり、円筒状の空間内に配置したノズル２４９ａ，２４９ｂを経由してガスを搬送している。そして、ノズル２４９ａ，２４９ｂにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ，２５０ｂから、ウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内へガスを噴出させている。そして、反応管２０３内におけるガスの主たる流れを、ウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れる。但し、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
　ガス供給管２３２ａからは、金属元素およびハロゲン元素を含む原料として、例えば、金属元素としてのチタン（Ｔｉ）およびハロゲン元素を含むハロゲン化チタン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。
　ハロゲン化チタン原料ガスとは、気体状態のハロゲン化チタン原料、例えば、常温常圧下で液体状態であるハロゲン化チタン原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態であるハロゲン化チタン原料等のことである。ハロゲン化チタン原料とは、ハロゲン基を有するチタン原料のことである。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ハロゲン化チタン原料は、ハロゲン化金属の一種ともいえ、ハロゲン化物の一種ともいえる。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、その両方を意味する場合がある。
　ハロゲン化チタン原料ガスとしては、例えば、ＴｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロチタン原料ガスを用いることができる。クロロチタン原料ガスとしては、例えば、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）ガスを用いることができる。ＴｉＣｌ４ガスは、アミノ基非含有のガス、すなわち、窒素（Ｎ）非含有であり、炭素（Ｃ）非含有のガスである。ＴｉＣｌ４のように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＴｉＣｌ４ガス）として供給することとなる。
　ガス供給管２３２ｂからは、酸化剤が、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。酸化剤としては、例えば水蒸気（Ｈ２Ｏガス）等の酸素含有ガス（酸化ガス）を用いることができる。例えば、逆浸透膜を用いて不純物を除去したＲＯ水や、脱イオン処理を施すことで不純物を除去した脱イオン水や、蒸留器を用いて蒸留することで不純物を除去した蒸留水等の純水（或いは超純水）を、気化器やバブラやボイラ等の気化システムにより気化して、酸化剤（Ｈ２Ｏガス）として供給することとなる。
　ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。
　ガス供給管２３２ａから上述の原料を流す場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料供給系が構成される。ノズル２４９ａを原料供給系に含めて考えてもよい。原料供給系を原料ガス供給系と称することもできる。ガス供給管２３２ａからハロゲン化チタン原料を流す場合、原料供給系を、ハロゲン化チタン原料供給系、或いは、ハロゲン化チタン原料ガス供給系と称することもできる。
　ガス供給管２３２ｂから上述の酸化剤を供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、酸化剤供給系が構成される。ノズル２４９ｂを酸化剤供給系に含めて考えてもよい。酸化剤供給系を、反応ガス供給系、酸素含有ガス供給系、或いは、酸化ガス供給系と称することもできる。
　また、主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給系を、パージガス供給系、或いは、キャリアガス供給系と称することもできる。
　反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および排気バルブ（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気管２３１は、反応管２０３に設ける場合に限らず、ノズル２４９ａ，２４９ｂと同様にマニホールド２０９に設けてもよい。
　マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は例えばＳＵＳ等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７およびボート２１７に支持されるウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
　基板支持具としてのボート２１７は、複数、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。但し、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
　反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａ，２４９ｂと同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
　図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
　記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。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１２１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。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ、バルブ２４３ａ～２４３ｄ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
　ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
　コントローラ１２１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）１２３を用意し、この外部記憶装置１２３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、本実施形態のコントローラ１２１を構成することができる。但し、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１２３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１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）成膜処理
　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、金属元素を含む酸化膜を形成するシーケンス例について、図４を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。
　図４に示す成膜シーケンスでは、
　処理室２０１内の基板としてのウエハ２００に対して酸化剤としてＨ２Ｏガスを先行して供給するステップ１Ａと、処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２Ｏガスと原料としてＴｉＣｌ４ガスとを同時に供給するステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行うステップ１と、
　処理室２０１内のウエハ２００に対するＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの供給を停止して処理室２０１内をパージするステップ２と、
　パージ後の処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを供給するステップ３と、
　を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ２００上に、Ｔｉを含む酸化膜としてチタン酸化膜（ＴｉＯ２膜、以下、ＴｉＯ膜ともいう）を形成する。
　本実施形態において、サイクルを所定回数行うとは、このサイクルを１回もしくは複数回行うことを意味する。すなわち、サイクルを１回以上行うことを意味する。図４は、上述のサイクルをｎ回繰り返す例を示している。
　また、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。
　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（または膜）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（または膜）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（または膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
　また、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。
（ウエハチャージおよびボートロード）
　複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
（圧力調整および温度調整）
　処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。真空ポンプ２４６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。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の成膜温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、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。
（ＴｉＯ膜形成工程）
　その後、次の３つのステップ、すなわち、ステップ１～３を実行する。
　［ステップ１］
　このステップでは、Ｈ２Ｏガスを先行して供給するステップ１Ａと、Ｈ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとを同時に供給するステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行う。
（ステップ１Ａ）
　バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へＨ２Ｏガスを流す。Ｈ２Ｏガスは、ＭＦＣｂにより流量調整され、ガス供給孔２５０ｂから処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＨ２Ｏガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｄにより流量調整され、Ｈ２Ｏガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
　また、ノズル２４９ａ内へのＨ２Ｏガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
　ＭＦＣ２４１ｂで制御するＨ２Ｏガスの供給流量は、例えば１０～２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄで制御するＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００～１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば３０～４００Ｐａ、好ましくは３０～１３３Ｐａの範囲内の圧力とする。またこのとき、ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が例えば室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２００℃以下、より好ましくは室温以上１００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。
　ステップ１Ａの実施期間、すなわち、Ｈ２Ｏガスの供給時間（照射時間）は、後述するステップ１Ｂの実施期間、すなわち、Ｈ２ＯガスおよびＴｉＣｌ４ガスの供給時間（照射時間）よりも長くすることが好ましい。
　ステップ１Ａの実施期間がステップ１Ｂの実施期間よりも短くなると、ウエハ２００に対するＨ２Ｏガスの供給量、すなわち、ウエハ２００上におけるＨ２Ｏの吸着量が不足してしまうことがある。そして、ウエハ２００上に形成される後述するＨ２Ｏの吸着層が不連続な層となること、すなわち、ウエハ２００の表面の少なくとも一部がＨ２Ｏの吸着層に覆われず、局所的に露出した状態となることがある。つまり、ウエハ２００の表面上へのＨ２Ｏの吸着が不充分となることがある。
　ステップ１Ａの実施期間をステップ１Ｂの実施期間よりも長くすることで、ウエハ２００に対して充分な量のＨ２Ｏガスを供給することができ、ウエハ２００上におけるＨ２Ｏの吸着量を増加させることが可能となる。そして、Ｈ２Ｏを、ウエハ２００表面の全域にわたり隙間なく緻密かつ充分に吸着させることが可能となる。また、ウエハ２００上に形成されるＨ２Ｏの吸着層を、ウエハ２００の表面全域を露出させることなく覆う層、すなわち、連続的な層とすることが可能となる。
　但し、ステップ１Ａの実施時間が長くなり過ぎると、１サイクルあたりの所要時間が長くなり、成膜処理の生産性が低下してしまうことがある。
　よって、ステップ１Ａの実施時間は、ステップ１Ｂの実施期間よりも長い時間であって、例えば１～６０秒の範囲内の時間とするのが好ましい。
　上述の条件下でウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを供給することにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、Ｈ２Ｏの吸着層が形成される。Ｈ２Ｏの吸着層は、ウエハ２００の表面全域を隙間なく覆う連続的な層となる。
　酸化剤としては、Ｈ２Ｏガスの他、例えば、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガス等のＯおよびＨを含むガス（Ｏ－Ｈ結合を含むガス）、水素（Ｈ２）ガス＋酸素（Ｏ２）ガス、Ｈ２ガス＋オゾン（Ｏ３）ガス等を用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
（ステップ１Ｂ）
　ウエハ２００上にＨ２Ｏの吸着層が形成された後、ウエハ２００に対してＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとを同時に供給するステップ１Ｂを行う。ステップ１Ａ，１Ｂは、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく行う。すなわち、ステップ１Ａ，１Ｂを連続的に行う際には、Ｈ２Ｏガスの供給を停止させず、これを維持するようにする。
　このステップでは、バルブ２４３ａ，２４３ｂの開閉制御を、ステップ１Ａにおけるバルブ２４３ｂの開閉制御と同様の手順で行う。また、バルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御を、ステップ１Ａにおけるバルブ２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。なお、バルブ２４３ｂは、ステップ１Ａからスッテプ１Ｂにかけて開いた状態を維持することとなる。
　ＭＦＣ２４１ａで制御するＴｉＣｌ４ガスの供給流量は、例えば１０～２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０～１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｂで制御するＨ２Ｏガスの供給流量、および、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄで制御するＮ２ガスの供給流量は、それぞれ、ステップ１Ａと同様の流量とする。
　このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば３０～４００Ｐａ、好ましくは３０～１３３Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力が４００Ｐａを超えると、ＣＶＤ反応が強くなり過ぎる（過剰な気相反応が生じる）ことで、後述するＴｉＯ層の厚さの均一性、すなわち、最終的に形成されるＴｉＯ膜の膜厚均一性が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまう。また、処理室２０１内にてパーティクルが生じ易くなり、ＴｉＯ膜の膜質が低下しやすくなる。処理室２０１内の圧力を４００Ｐａ以下とすることで、処理室２０１内における過剰な気相反応を充分に抑制することが可能となる。処理室２０１内の圧力を１３３Ｐａ以下とすることで、処理室２０１内における過剰な気相反応をより充分に抑制することが可能となる。
　また、このとき、ヒータ２０７の温度は、ステップ１Ａと同様に、ウエハ２００の温度が、例えば室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２００℃以下、より好ましくは室温以上１００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。
　ウエハ２００の温度を室温未満として成膜処理を行うことは困難である。例えば、ウエハ２００の温度が室温未満となると、処理室２０１内に供給されたＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの後述する気相反応や、ウエハ２００上に形成されたＨ２Ｏの吸着層とＴｉＣｌ４ガスとの後述する表面反応を、適正に進行させることが困難となる。結果として、ウエハ２００上へのＴｉＯ２（以下、ＴｉＯともいう）の堆積効率が低下し、後述するＴｉＯ層の形成レート、すなわち、最終的に形成されるＴｉＯ膜の成膜レートが低下することがある。また、ＴｉＯ層中に残留するＣｌの量が増加し、ＴｉＯ膜の膜質が低下しやすくなる。ウエハ２００の温度を室温以上とすることで、処理室２０１内における気相反応およびウエハ２００上における表面反応をそれぞれ適正に進行させることが可能となる。これにより、ＴｉＯ層の形成レート、すなわち、最終的に形成されるＴｉＯ膜の成膜レートを向上させることが可能となる。また、ウエハ２００の温度を室温以上とすることで、ＴｉＯ層中に残留するＣｌの量を低減させることができ、ＴｉＯ膜の膜質を高めることが可能となる。
　但し、ウエハ２００の温度が３００℃を超えると、ウエハ２００上に形成されるＴｉＯ層が結晶化し、ＴｉＯ層の表面ラフネス、すなわち、ＴｉＯ膜の表面ラフネスが悪化しやすくなる。また、ウエハ２００上へのＴｉＯの堆積効率が低下し、ＴｉＯ層の形成レート、すなわち、ＴｉＯ膜の成膜レートが低下しやすくなる。なお、「表面ラフネス」とは、ウエハ面内あるいは任意の対象面内の高低差を意味しており、表面粗さと同様の意味を有している。表面ラフネスが向上する（良好）とは、この高低差が小さくなる（小さい）こと、つまり、表面が平滑となる（平滑である）ことを意味している。表面ラフネスが悪化する（悪い）とは、この高低差が大きくなる（大きい）こと、つまり、表面が粗くなる（粗い）ことを意味している。
　ウエハ２００の温度を３００℃以下とすることで、ＴｉＯ層の結晶化を抑制することができ、ＴｉＯ層の表面ラフネス、すなわち、ＴｉＯ膜の表面ラフネスを向上させることが可能となる。また、ウエハ２００上へのＴｉＯの堆積効率を向上させることができ、ＴｉＯ層の形成レート、すなわち、ＴｉＯ膜の成膜レートを高めることが可能となる。また、ウエハ２００に加わる熱量を低減させることができ、ウエハ２００が受ける熱履歴の制御を良好に行うことが可能となる。
　ウエハ２００の温度を２００℃以下、さらには１００℃以下とすることで、ＴｉＯ層の結晶化をより確実に抑制することができ、ＴｉＯ層の表面ラフネス、すなわち、ＴｉＯ膜の表面ラフネスをさらに向上させることが可能となる。また、ウエハ２００上へのＴｉＯの堆積効率をさらに向上させることができ、ＴｉＯ層の形成レート、すなわち、ＴｉＯ膜の成膜レートをさらに高めることが可能となる。また、ウエハ２００に加わる熱量をさらに低減させることができ、ウエハ２００が受ける熱履歴の制御をさらに良好に行うことが可能となる。
　よって、ウエハ２００の温度は、室温以上３００℃以下、好ましくは室温以上２００℃以下、より好ましくは室温以上１００℃以下の範囲内の温度とするのがよい。
　上述の条件下でウエハ２００に対してＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとを供給することにより、処理室２０１内におけるＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの気相反応と、ウエハ２００上に形成されたＨ２Ｏの吸着層とＴｉＣｌ４ガスとの表面反応とが、それぞれ適正に進行することとなる。すなわち、気相反応、表面反応という、種類の異なる２つの反応が、同時に進行することとなる。これら２種類の反応がバランスよく適正に進行することにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上にＴｉＯが効率的に堆積し、ウエハ２００上に、Ｔｉを含む酸化層、すなわち、チタン酸化層（ＴｉＯ２層、以下、ＴｉＯ層ともいう）が形成されることとなる。なお、Ｈ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとが気相反応する際は、その反応の過程において、少なくともＴｉやＯを含む反応中間体（ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）が生成され、この反応中間体がさらに反応することで生成された最終生成物としてのＴｉＯが、ウエハ２００上へ堆積することとなる。
　なお、ステップ１Ｂで形成されるＴｉＯ層の厚さが１０Å（１ｎｍ）を超えると、後述するステップ３での改質の作用がＴｉＯ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ＴｉＯ層の厚さの最小値は１Å（０．１ｎｍ）未満である。よって、ＴｉＯ層の厚さは、例えば１～１０Å程度の厚さとすることが好ましい。ＴｉＯ層の厚さを上述の範囲内の厚さとすることで、後述するステップ３での改質反応の作用を相対的に高めることができ、ステップ３での改質反応に要する時間を短縮することができる。ステップ１ＢでのＴｉＯ層の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、ＴｉＯ層の厚さを上述の範囲内の厚さとすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
　なお、ウエハ２００に対してＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとを供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）を、例えば１～３０秒、好ましくは１～２０秒、より好ましくは１～１０秒の範囲内の時間とすることで、ステップ１Ｂで形成されるＴｉＯ層の厚さを、上述の範囲内の厚さとすることが可能となる。
　原料としては、ＴｉＣｌ４ガスの他、例えば、チタニウムテトラフルオライド（ＴｉＦ４）等のＴｉおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤としては、Ｈ２Ｏガスの他、上述の酸素含有ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の各種希ガスを用いることができる。
　［ステップ２］
　ＴｉＯ層が形成された後、バルブ２４３ａ，２４３ｂを閉じ、ＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスの供給を同時に停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＴｉＯ層の形成に寄与した後のＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスを処理室２０１内から排除する。
　なお、上述のステップ１Ａ，１Ｂを行うと、反応管２０３の内壁やボート２１７の表面等に、Ｈ２Ｏガスや、ＴｉＣｌ４ガスや、上述の反応中間体等が付着（吸着）する。反応管２０３の内壁等に付着しているこれらのガスや反応中間体は、ステップ１Ｂの実施中および終了後に、反応管２０３の内壁等から徐々に脱離することとなる。ステップ２を行うことにより、反応管２０３の内壁等に付着しているこれらのガスや反応中間体を、処理室２０１内から排除することができる。また、上述のステップ１Ｂを行うと、処理室２０１内において反応副生成物が発生する。ステップ２を行うことにより、処理室２０１内に残留している反応副生成物を、処理室２０１内から排除することができる。以下、反応管２０３の内壁等に付着しているガスや、反応中間体や、反応副生成物等も、処理室２０１内に残留するガスに含めて考えることとする。
　ステップ２では、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ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。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、中間反応体や、反応副生成物等を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄで制御するＮ２ガスの供給流量は、ステップ１と同様とする。ステップ２の実施時間（パージ時間）は、例えば１～６０秒とする。
　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３において悪影響が生じることはない。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、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量のＮ２ガスを供給することで、ステップ２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。Ｎ２ガスの消費を必要最小限に抑えることも可能となる。
　不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の各種希ガスを用いることができる。
　［ステップ３］
　ステップ２が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００に対し、Ｈ２Ｏガスを供給する。
　このステップでは、バルブ２４３ｂ～２４３ｄの開閉制御を、ステップ１Ａにおけるバルブ２４３ｂ～２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。ステップ３の処理条件は、ステップ１Ａの処理要件と同様とする。
　ステップ３の実施期間、すなわち、Ｈ２Ｏガスの供給時間（照射時間）は、ステップ１Ｂの実施期間、すなわち、Ｈ２ＯガスおよびＴｉＣｌ４ガスの供給時間（照射時間）よりも長くすることが好ましい。
　ステップ３の実施期間がステップ１Ｂの実施期間よりも短くなると、ウエハ２００に対するＨ２Ｏガスの供給量が不足してしまうことがある。そして、ウエハ２００上に形成されたＴｉＯ層に対する後述する改質処理が不充分となることがある。
　ステップ３の実施期間をステップ１Ｂの実施期間よりも長くすることで、ウエハ２００の表面に対して充分な量のＨ２Ｏガスを供給することができ、ウエハ２００上に形成されたＴｉＯ層に対して改質処理を充分に行うことが可能となる。
　但し、ステップ３の実施時間が長くなり過ぎると、１サイクルあたりの所要時間が長くなり、成膜処理の生産性が低下してしまうことがある。
　よって、ステップ３の実施時間は、ステップ１Ａと同様に、例えば１～６０秒の範囲内の時間であって、ステップ１Ｂの実施期間よりも長い時間とするのが好ましい。
　上述の条件下でウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを供給することにより、ステップ１Ｂでウエハ２００上に形成されたＴｉＯ層が改質（酸化）される。この際、ＴｉＯ層中のＣｌ等の不純物が、層中から引き抜かれたり、脱離したりすることで、ＴｉＯ層は、不純物濃度の低い層となる。また、ＴｉＯ層が改質されることで、ＴｉＯ層は、密度の高い緻密な層となる。
　酸化剤としては、Ｈ２Ｏガスの他、例えば、上述の酸素含有ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の各種希ガスを用いることができる。
（所定回数実施）
　上述したステップ１～３を含むサイクルを１回以上（所定回数）行うことで、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＴｉＯ膜を形成することができる。
　なお、本実施形態では、ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目におけるステップ３の実施期間に、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａを行うようにする（ステップ３の実施時間≧ステップ１Ａの実施時間）。ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａの実施期間に、ｍサイクル目におけるステップ３を行うようにしてもよい（ステップ１Ａの実施時間≧ステップ３の実施時間）。図４は、サイクルを所定回数行う際、ｍサイクル目におけるパージ後にＨ２Ｏガスを供給するステップ３と、ｍ＋１サイクル目におけるＨ２Ｏガスを先行して供給するステップ１Ａとを、同時に行う例を示している。図４に示す成膜シーケンスでは、１回目のサイクルのステップ１Ａでは、ウエハ２００上へのＨ２Ｏの吸着層の形成が行われ、２回目以降のサイクルのステップ１Ａでは、ウエハ２００上へのＨ２Ｏの吸着層の形成と、ウエハ２００上に形成されたＴｉＯ層の改質処理と、が同時に行われることとなる。
　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されるＴｉＯ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、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。例えば、１サイクルあたりに形成されるＴｉＯ層の厚さを上述の厚さとし、ＴｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚、例えば、１０～２０ｎｍになるまで上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
　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。この点は、後述する変形例や他の実施形態においても同様である。
（パージおよび大気圧復帰）
　バルブ２４３ｃ，２４３ｄを開き、ガス供給管２４３ｃ，２４３ｄのそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
　ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出される（ボートアンロード）。処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
（３）本実施形態による効果
　本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果を奏する。
（ａ）処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを先行して供給するステップ１Ａを行うことにより、すなわち、ステップ１Ｂを開始する前にウエハ２００の表面上にＨ２Ｏの吸着層を予め形成しておくことにより、その後に行うステップ１Ｂにおいて、処理室２０１内におけるＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの気相反応を適正に進行させるだけでなく、ウエハ２００上におけるＨ２Ｏの吸着層とＴｉＣｌ４ガスとの表面反応を適正に進行させることが可能となる。これにより、例えば室温以上３００℃以下の低温条件下であっても、ウエハ２００上へのＴｉＯ層の形成レート、すなわち、最終的に形成するＴｉＯ膜の成膜レートを向上させることが可能となる。すなわち、気相反応および表面反応という、種類の異なる２つの反応を同時に進行させることにより、ＴｉＯ膜の成膜温度を低温化させると共に、ＴｉＯ膜の成膜レートを高め、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。
（ｂ）ステップ１Ａとステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行うことにより、すなわち、ステップ１において（ステップ１Ａからステップ１Ｂにかけて）、Ｈ２Ｏガスの供給を停止することなく維持することにより、ウエハ２００上に形成されるＴｉＯ膜を、面内膜厚均一性および面内膜質均一性がそれぞれ高い膜とすることが可能となる。
　というのも、ステップ１Ａとステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟んで非連続に行うと、ステップ１Ａの実施時間、すなわち、ウエハ２００に対するＨ２Ｏガスの供給量が不足してしまうことがある。その結果、ウエハ２００上に形成されるＨ２Ｏの吸着層が、不連続な層となってしまうことがある。これに対し、本実施形態のように、ステップ１Ａとステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行うと、ステップ１Ａの実施時間を充分に確保することができるようになり、Ｈ２Ｏガスの供給量を充分に増やすことが可能となる。結果として、Ｈ２Ｏを、ウエハ２００表面の全域にわたり隙間なく緻密に吸着させることが可能となる。また、ウエハ２００上に形成されるＨ２Ｏの吸着層を、連続的な層とすることが可能となる。
　また、ステップ１Ａとステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟んで非連続に行うと、パージの最中に、ウエハ２００上に吸着したＨ２Ｏが脱離し、ウエハ２００上におけるＨ２Ｏの吸着量が減少してしまうことがある。また、Ｈ２Ｏの吸着層に覆われていたウエハ２００の表面が部分的に露出し、Ｈ２Ｏの吸着層が不連続な層となることもある。これに対し、本実施形態のように、ステップ１Ａとステップ１Ｂとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行った場合、ウエハ２００上におけるＨ２Ｏの吸着量を維持したまま、また、Ｈ２Ｏの吸着層の連続的な状態を維持したまま、ステップ１Ｂを開始することが可能となる。
　Ｈ２Ｏをウエハ２００の表面全域に隙間なく緻密に吸着させ、Ｈ２Ｏの吸着層を連続的な層とし、さらに、この状態を維持したままステップ１Ｂを開始することにより、Ｈ２Ｏの吸着層とＴｉＣｌ４ガスとの表面反応とを、ウエハ２００の表面全域にわたり均一な条件下で適正に進行させることが可能となる。結果として、ウエハ２００上に形成されるＴｉＯ層の厚さや質を、ウエハ２００の面内全域にわたり均一化させることが可能となる。すなわち、最終的に形成されるＴｉＯ膜を、面内膜厚均一性および面内膜質均一性がそれぞれ高い膜とすることが可能となる。
（ｃ）ステップ１Ｂとステップ３との間に、処理室２０１内をパージするステップ２を行うことで、ＴｉＯ膜の面内膜厚均一性や面内膜質均一性を、それぞれ向上させることが可能となる。
　というのも、ステップ１Ｂを行うと、上述したように、反応管２０３の内壁等にＴｉＣｌ４ガスや反応中間体等が付着する。反応管２０３の内壁等に付着したＴｉＣｌ４ガスや反応中間体は、ステップ１Ｂの実施中および終了後に、反応管２０３の内壁等から徐々に脱離することとなる。そのため、ステップ１Ｂの終了後、ステップ２を行うことなくステップ３を行うと、ステップ１Ｂの終了後に反応管２０３の内壁等から脱離したＴｉＣｌ４ガスや反応中間体と、ステップ３で処理室２０１内に供給されたＨ２Ｏガスと、が反応し、ウエハ２００上に所望しないＴｉＯが堆積することがある。このとき、反応管２０３の内壁から脱離したＴｉＣｌ４ガスや反応中間体は、ウエハ２００の中心よりも、処理室２０１の内壁に近い部分、すなわち、ウエハ２００の外周付近に対して多量に供給されることとなる。そのため、ウエハ２００の外周部分には、ウエハ２００の中心部分よりも、多量の所望しないＴｉＯが堆積する傾向が強くなる。結果として、ウエハ２００の外周付近におけるＴｉＯ膜の膜厚が、ウエハ２００の中心におけるＴｉＯ膜の膜厚よりも厚くなり、ＴｉＯ膜の面内膜厚均一性が低下しやすくなる。また、ウエハ２００の外周におけるＴｉＯ膜の膜質と、ウエハ２００の中心におけるＴｉＯ膜の膜質とに差異が生じてしまい、ＴｉＯ膜の面内膜質均一性が低下しやすくなる。
　これに対し、本実施形態のように、ステップ１Ｂとステップ３との間に処理室２０１内をパージするステップ２を行うことで、反応管２０３の内壁等に付着したＴｉＣｌ４ガスや反応中間体による上述の影響を回避することが可能となる。その結果、ＴｉＯ膜の面内膜厚均一性や面内膜質均一性をそれぞれ向上させることが可能となる。
（ｄ）ＴｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚となるまでＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの気相反応を連続的に行うのではなく、ＴｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚となるまでステップ１～３を含むサイクルを所定回数行うことにより、最終的に形成するＴｉＯ膜の段差被覆性および膜厚制御の制御性を、それぞれ向上させることが可能となる。また、処理室２０１内をパージするステップ２を、サイクル毎に、すなわち、成膜処理の途中に所定回数行うことで、処理室２０１内で発生した反応副生成物を、処理室２０１内から効率的に除去することが可能となる。これにより、反応副生成物がＴｉＯ膜中に取り込まれたり、ＴｉＯ膜の表面に付着したりすることを抑制でき、ＴｉＯ膜の膜質を向上させることが可能となる。また、ＴｉＯ層の改質処理を行うステップ３を、サイクル毎に、すなわち、成膜処理の途中に所定回数行うことで、最終的に形成されるＴｉＯ膜中のＣｌ等の不純物濃度を、その厚さ方向にわたり均一に低減させることが可能となる。また、最終的に形成されるＴｉＯ膜の膜質を、その厚さ方向にわたり均一化させることが可能となる。
（ｅ）ｍサイクル目におけるステップ３の実施期間に、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａを行うか、もしくは、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａの実施期間に、ｍサイクル目におけるステップ３を行うようにすることで、成膜処理全体の所要時間を短縮させることが可能となる。すなわち、ウエハ２００上へのＨ２Ｏの吸着層の形成と、ウエハ２００上に形成されたＴｉＯ層の改質処理と、を同時に進行させることで、成膜処理全体の所要時間を短縮させ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。
（ｆ）ＴｉＣｌ４ガスのような、ＮおよびＣ非含有のハロゲン化チタン原料を用いることで、ＴｉＯ膜を、ＣやＮ等の不純物の少ない膜とすることが可能となる。というのも、ステップ１Ｂにおいて、例えば、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：ＴＤＭＡＴ）ガス等のＴｉおよびアミノ基を含む原料ガス、すなわち、ＮおよびＣを含むチタン原料を用いた場合、原料に含まれていたＮ成分やＣ成分が、ＴｉＯ膜中に取り込まれてしまうことがある。これに対し、本実施形態のように、アミノ基非含有の原料、すなわち、ＮおよびＣ非含有の原料を用いた場合、ＣやＮ成分のＴｉＯ膜中への取り込みを回避することができ、最終的に形成されるＴｉＯ膜を、ＣやＮ等の不純物濃度の低い膜とすることが可能となる。これにより、ＴｉＯ膜を、例えば、絶縁性の高い膜、すなわち、リーク耐性の高い膜としたりすることが可能となる。
（ｇ）ＴｉＣｌ４ガスのような、１分子中に複数のハロゲン元素（Ｃｌ）を含むハロゲン化チタン原料を用いることで、例えば室温以上３００℃以下の低温条件下であっても、ＴｉＯ層を効率よく形成することが可能となり、ＴｉＯ膜の成膜レートを高めることが可能となる。また、成膜に寄与しないＴｉＣｌ４ガスの消費量を低減することができ、成膜コストを低減させることも可能となる。
（ｈ）上述の効果は、原料ガスとしてＴｉＣｌ４ガス以外の原料ガスを用いる場合や、酸化剤としてＨ２Ｏガス以外の酸素含有ガスを用いる場合や、パージガスとしてＮ２ガス以外の不活性ガスを用いる場合にも、同様に奏することができる。
（４）変形例
　本実施形態における成膜処理は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
（変形例１）
　例えば、図５に示すように、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給を間欠的に複数回行うようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。図５は、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給を間欠的に３回行う例を示している。
（変形例２）
　また例えば、図６に示すように、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスの供給を、それぞれ間欠的に複数回行うようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。図６は、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスの供給を間欠的にそれぞれ３回行う例を示している。
（変形例３）
　また例えば、図７に示すように、ステップ１Ｂにおいて、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
（変形例４）
　また例えば、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
（変形例５）
　また例えば、図８に示すように、変形例１のステップ１Ｂにおいて、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。すなわち、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給を間欠的に複数回行うようにし、さらに、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
（変形例６）
　また例えば、変形例１のステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。すなわち、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給を間欠的に複数回行うようにし、さらに、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
（変形例７）
　また例えば、図９に示すように、変形例２のステップ１Ｂにおいて、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。すなわち、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスの供給を、それぞれ間欠的に複数回行うようにし、さらに、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
（変形例８）
　また例えば、変形例２のステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。すなわち、ステップ１Ｂにおいて、ＴｉＣｌ４ガスおよびＨ２Ｏガスの供給を、それぞれ間欠的に複数回行うようにし、さらに、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止するようにしてもよい。本変形例における処理手順や処理条件は、上述の点を除き、図４に示す成膜シーケンスと同様とする。
　これらの変形例においても、図４に示す成膜シーケンスと同様の作用効果を奏する。
　なお、ＴｉＣｌ４ガスやＨ２Ｏガスの供給を間欠的に行う変形例１，２，５～８では、１サイクルあたりに形成するＴｉＯ層、すなわち、最終的に形成するＴｉＯ膜の膜厚制御の制御性や段差被覆性を、さらに向上させることが可能となる。
　また、Ｈ２Ｏガスの供給をＴｉＣｌ４ガスの供給よりも先に停止する変形例３，５，７では、Ｈ２Ｏガスの供給停止後もＴｉＣｌ４ガスを供給し続けることで、Ｈ２Ｏガスの供給停止後に処理室２０１内に残留するＨ２Ｏガスを、ＴｉＣｌ４ガスと充分に反応させることが可能となる。その結果、ステップ１Ｂの終了時に、未反応で残留しているＨ２Ｏガスの量を、Ｈ２Ｏガスの供給とＴｉＣｌ４ガスの供給とを同時に停止する場合よりも少なくすることができる。これにより、処理室２０１内に残留したＨ２ＯガスによるＴｉＯ層、すなわち、最終的に形成するＴｉＯ膜に対する膜厚や膜質への影響を抑制することが可能となる。
　また、ＴｉＣｌ４ガスの供給をＨ２Ｏガスの供給よりも先に停止する変形例４，６，８では、ＴｉＣｌ４ガスの供給停止後もＨ２Ｏガスを供給し続けることで、ＴｉＣｌ４ガスの供給停止後に処理室２０１内に残留するＴｉＣｌ４ガスを、Ｈ２Ｏガスと充分に反応させることが可能となる。その結果、ステップ１Ｂの終了時に、未反応で残留しているＴｉＣｌ４ガスの量を、Ｈ２Ｏガスの供給とＴｉＣｌ４ガスの供給とを同時に停止する場合よりも少なくすることができる。これにより、処理室２０１内に残留したＴｉＣｌ４ガスによるＴｉＯ層、すなわち、最終的に形成するＴｉＯ膜に対する膜厚や膜質への影響を抑制することが可能となる。
＜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。しかしながら、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。
　上述の実施形態では、組成比が化学量論組成（Ｔｉ／Ｏ＝１／２）であるＴｉＯ２膜を形成する例について説明した。本発明はこのような形態に限定されず、組成比が化学量論組成とは異なるＴｉＯｘ膜を形成することも可能である。
　例えば、ステップ１Ｂにおいて、化学量論組成のＴｉＯ２膜が形成される場合のＨ２Ｏガスの分圧よりも、Ｈ２Ｏガスの分圧を小さく（低く）したり、化学量論組成のＴｉＯ２膜が形成される場合のＨ２Ｏガスの供給流量よりも、Ｈ２Ｏガスの供給流量を小さく（少なく）したりすることで、化学量論組成であるＴｉＯ２膜よりも、Ｔｉリッチ（Ｏプア）なＴｉＯｘ膜を形成することが可能となる。
　また、例えば、ステップ１Ｂにおいて、化学量論組成のＴｉＯ２膜が形成される場合のＴｉＣｌ４ガスの分圧よりも、ＴｉＣｌ４ガスの分圧を大きく（高く）したり、化学量論組成のＴｉＯ２膜が形成される場合のＴｉＣｌ４ガスの供給流量よりも、ＴｉＣｌ４ガスの供給流量を大きく（多く）したりすることでも、化学量論組成であるＴｉＯ２膜よりも、Ｔｉリッチ（Ｏプア）なＴｉＯｘ膜を形成することが可能となる。
　上述の実施形態では、ｍサイクル目におけるステップ３の実施期間に、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａを行う例や、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａの実施期間に、ｍサイクル目におけるステップ３を行う例、例えば、ｍサイクル目におけるステップ３と、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａとを、同時に行う例について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、ｍサイクル目におけるステップ３と、ｍ＋１サイクル目におけるステップ１Ａとを、同時に行わず、連続して（非同時に）行うようにしてもよい。この場合においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
　なお、本実施形態の成膜シーケンスは、
　処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを先行して供給するステップＡと、
　処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとを同時に供給するステップＢ１と、処理室２０１内のウエハ２００に対するＨ２ＯガスとＴｉＣｌ４ガスとの供給を停止して処理室２０１内をパージするステップＢ２と、パージ後の処理室２０１内のウエハ２００に対してＨ２Ｏガスを供給するステップＢ３と、を含むサイクルを所定回数行うことで、ウエハ２００上にＴｉＯ膜を形成するステップＢと、
　を有する成膜シーケンスとして捉えることも可能である。
　この場合、ステップＡとステップＢとを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行う。また、ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目におけるステップＢ３と、ｍ＋１サイクル目におけるステップＢ１とを、それらの間に処理室２０１内のパージを挟むことなく連続的に行う。
　この場合においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
　上述の実施形態では、遷移金属元素であるＴｉを含む膜を形成する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、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の遷移金属元素や、アルミニウム（Ａｌ）等の典型金属元素を含む金属系酸化膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。すなわち、本発明は、例えば、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＴａＯ膜、ＮｂＯ膜、ＭｏＯ膜、ＷＯ膜、ＡｌＯ膜等の金属系酸化膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。この場合、原料として、上述の実施形態におけるＴｉを含む原料の代わりに、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ等の金属元素を含む原料を用い、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンスにより成膜を行うことができる。
　Ｚｒ系酸化膜を形成する場合は、Ｚｒを含む原料として、例えば、Ｚｒおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｚｒおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、ジルコニウムテトラクロライド（ＺｒＣｌ４）等のＺｒおよびクロロ基を含む原料や、ジルコニウムテトラフルオライド（ＺｒＦ４）等のＺｒおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ｈｆ系酸化膜を形成する場合は、Ｈｆを含む原料として、例えば、Ｈｆおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｈｆおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ４）等のＨｆおよびクロロ基を含む原料や、ハフニウムテトラフルオライド（ＨｆＦ４）等のＨｆおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ｔａ系酸化膜を形成する場合は、Ｔａを含む原料として、例えば、Ｔａおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｔａおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、タンタルペンタクロライド（ＴａＣｌ５）等のＴａおよびクロロ基を含む原料や、タンタルペンタフルオライド（ＴａＦ５）等のＴａおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ｎｂ系酸化膜を形成する場合は、Ｎｂを含む原料として、例えば、Ｎｂおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｎｂおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、ニオビウムペンタクロライド（ＮｂＣｌ５）等のＮｂおよびクロロ基を含む原料や、ニオビウムペンタフルオライド（ＮｂＦ５）等のＮｂおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ｍｏ系酸化膜を形成する場合は、Ｍｏを含む原料として、例えば、Ｍｏおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｍｏおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、モリブデンペンタクロライド（ＭｏＣｌ５）等のＭｏおよびクロロ基を含む原料や、モリブデンペンタフルオライド（ＭｏＦ５）等のＭｏおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ｗ系酸化膜を形成する場合は、Ｗを含む原料として、例えば、Ｗおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ｗおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、タングステンヘキサクロライド（ＷＣｌ６）等のＷおよびクロロ基を含む原料や、タングステンヘキサフルオライド（ＷＦ６）等のＷおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　Ａｌ系酸化膜を形成する場合は、Ａｌを含む原料として、例えば、Ａｌおよびハロゲン元素を含む原料を用いることができる。Ａｌおよびハロゲン元素を含む原料としては、例えば、アルミニウムトリクロライド（ＡｌＣｌ３）等のＡｌおよびクロロ基を含む原料や、アルミニウムトリフルオライド（ＡｌＦ３）等のＡｌおよびフルオロ基を含む原料を用いることができる。酸化剤、パージガスとしては、上述の実施形態と同様な酸化剤、パージガスを用いることができる。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。
　このように、本発明は、ＴｉＯ膜だけでなく、Ｔｉ以外の遷移金属元素を含む酸化膜や、典型金属元素を含む酸化膜の形成にも適用することができる。この場合であっても、上述の実施形態と同様な作用効果が得られる。
　これらの各種薄膜の成膜処理に用いられるプロセスレシピ（成膜処理の処理手順や処理条件、ガス供給パターン、成膜温度や処理室内圧力等の処理条件等が記載されたプログラム）は、成膜処理の内容（形成する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚等）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、複数のレシピの中から、適正な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レシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、成膜処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開始できるようになる。
　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レシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
　上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて薄膜を形成する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形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、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形成する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、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形成する場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
　例えば、図１４に示す処理炉３０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉３０２は、処理室３０１を形成する処理容器３０３と、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するシャワーヘッド３０３ｓと、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台３１７と、支持台３１７を下方から支持する回転軸３５５と、支持台３１７に設けられたヒータ３０７と、を備えている。シャワーヘッド３０３ｓのインレット（ガス導入口）には、上述の原料を供給するガス供給ポート３３２ａと、上述の酸化剤を供給するガス供給ポート３３２ｂと、が接続されている。ガス供給ポート３３２ａには、上述の実施形態の原料供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｂには、上述の実施形態の酸化剤供給系と同様の酸化剤供給系が接続されている。シャワーヘッド３０３ｓのアウトレット（ガス排出口）には、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するガス分散板が設けられている。処理容器３０３には、処理室３０１内を排気する排気ポート３３１が設けられている。排気ポート３３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
　また例えば、図１５に示す処理炉４０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉４０２は、処理室４０１を形成する処理容器４０３と、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台４１７と、支持台４１７を下方から支持する回転軸４５５と、処理容器４０３内のウエハ２００に向けて光照射を行うランプヒータ４０７と、ランプヒータ４０７の光を透過させる石英窓４０３ｗと、を備えている。処理容器４０３には、上述の原料を供給するガス供給ポート４３２ａと、上述の酸化剤を供給するガス供給ポート４３２ｂと、が接続されている。ガス供給ポート４３２ａには、上述の実施形態の原料供給系と同様の原料供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｂには、上述の実施形態の酸化剤供給系と同様の酸化剤供給系が接続されている。処理容器４０３には、処理室４０１内を排気する排気ポート４３１が設けられている。排気ポート４３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理を行うことができる。
　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１）
　上述の実施形態における基板処理装置を用いてウエハ上にＴｉＯ膜を形成し、サンプルＡ１～Ａ４を作成した。いずれのサンプルも、原料としてＴｉＣｌ４ガスを、酸化剤としてＨ２Ｏガスを、パージガスとしてＮ２ガスを用いた。サンプルＡ１を作成する際は、図４に示す成膜シーケンスにおいてステップ２を実施せず、ステップ１Ｂとステップ３とを連続的に行うことでＴｉＯ膜を形成した。サンプルＡ２～Ａ４を作成する際は、図４に示す成膜シーケンスによりＴｉＯ膜を形成し、このとき、ステップ２の実施時間（パージ時間）を、以下の条件範囲内の所定の時間にそれぞれ設定した。その他の処理条件は、上述の実施形態に記載の条件範囲内の条件とした。
　サンプルＡ１：ステップ２のパージ時間０秒（パージを実施せず）
　サンプルＡ２：ステップ２のパージ時間１０～２０秒
　サンプルＡ３：ステップ２のパージ時間３０～４０秒
　サンプルＡ４：ステップ２のパージ時間５０～６０秒
　そして、サンプルＡ１～Ａ４におけるＴｉＯ膜の面内膜厚均一性（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）、膜厚（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）をそれぞれ評価した。図１０の右側の縦軸はＴｉＯ膜の面内膜厚均一性（±％）を、左側の縦軸はＴｉＯ膜の膜厚としてウエハ面内における平均膜厚（Å）を、それぞれ示している。ここで、面内膜厚均一性（±％）とは、｛（ウエハ面内における膜厚最大値－ウエハ面内における膜厚最小値）／（２×ウエハ面内における膜厚平均値）｝×１００で定義される値であり、その値が小さいほど、ウエハ面内における膜厚が均一であることを示している。なお、図１０に示す評価では、ＴｉＯ膜の膜厚をウエハ面内の４９箇所で測定し、その測定値を元に面内膜厚均一性と平均膜厚とを算出している。また、図１０の横軸は、ステップ２のパージ時間を任意単位（ａ．ｕ．）で示している。横軸の値が０とは、パージを実施していないことを意味している。図１０の□印はＴｉＯ膜の面内膜厚均一性を、○印はＴｉＯ膜の膜厚を示している。
　図１０によれば、サンプルＡ２～Ａ４のＴｉＯ膜の方が、サンプルＡ１のＴｉＯ膜よりも、ウエハ面内における膜厚が均一であることが分かる。すなわち、ステップ１Ｂとステップ３との間にステップ２を行うことで、ＴｉＯ膜の面内膜厚均一性が向上することが分かる。これは、ステップ２を行うことで、反応管の内壁等から脱離するＴｉＣｌ４ガスや反応中間体や反応副生成物等によるＴｉＯ膜に対する膜厚への影響を回避できているためと考えられる。なお、図１０によれば、サンプルＡ２～Ａ４のＴｉＯ膜の方が、サンプルＡ１のＴｉＯ膜よりも、膜厚が薄いことが分かる。これは、ステップ２を行うことで、処理室内に残留しているＴｉＣｌ４ガスや反応中間体や反応副生成物等による所望しない（不要）な気相反応を回避できているためと考えられる。なお、図１０によれば、ステップ２のパージ時間を少なくとも１０～２０秒とすれば、ＴｉＯ膜の面内膜厚均一性の向上効果が、パージ時間を３０秒以上とした場合と同等レベルとなることが分かる。すなわち、ステップ２のパージ時間を少なくとも１０～２０秒とすれば、ステップ２を行うことによる上述の効果が飽和することが分かる。
（実施例２）
　上述の実施形態における基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスによりウエハ上にＴｉＯ膜を形成し、サンプルＢ１～Ｂ３を作成した。いずれのサンプルも、原料としてＴｉＣｌ４ガスを、酸化剤としてＨ２Ｏガスを、パージガスとしてＮ２ガスを用いた。サンプルＢ１～Ｂ３を作成する際は、ウエハの温度（成膜温度）を、以下の条件範囲内の所定の温度にそれぞれ設定した。その他の処理条件は、上述の実施形態に記載の条件範囲内の条件とした。
　サンプルＢ１：ウエハの温度１００以上２００℃未満
　サンプルＢ２：ウエハの温度２００以上３００℃未満
　サンプルＢ３：ウエハの温度３００以上４００℃未満
　そして、サンプルＢ１～Ｂ３におけるＴｉＯ膜の表面ラフネス（ＲＭＳ）、成膜レート（Ｇｒｏｗｔｈ　Ｒａｔｅ）、膜密度（Ｆｉｌｍ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）をそれぞれ評価した。図１１の縦軸は、サンプルＢ１～Ｂ３のＴｉＯ膜の表面ラフネス（ｎｍ）、成膜レート（Å／ｍｉｎ）、膜密度（ｇ／ｃｍ３）をそれぞれ示している。なお、表面ラフネスは、その値が小さいほど、表面ラフネスが良好である（表面が平滑である）ことを示している。図１１の横軸は、成膜温度を任意単位（ａ．ｕ．）で示している。図１１の□印は表面ラフネスを、○印は成膜レートを、△印は膜密度を示している。図１２は、サンプルＢ１～Ｂ３におけるＴｉＯ膜表面の原子間力顕微鏡写真をそれぞれ示している。
　図１１、図１２によれば、サンプルＢ１，Ｂ２のＴｉＯ膜のＲＭＳは、サンプルＢ３のＴｉＯ膜のＲＭＳと比べて１／１０以下であり、サンプルＢ１，Ｂ２のＴｉＯ膜の方が、サンプルＢ３のＴｉＯ膜よりも表面ラフネスが良好である（表面が平滑である）ことが分かる。これは、サンプルＢ１，Ｂ２のように、ウエハの温度を３００℃未満の温度として成膜処理を行うことで、ウエハ上に堆積するＴｉＯの結晶化を抑制することができ、その表面を平滑化できたためと考えられる。一方、サンプルＢ３のように、ウエハの温度を３００℃以上の温度として成膜処理を行うことで、ウエハ上に堆積するＴｉＯが結晶化してしまい、その表面が粗くなってしまうものと考えられる。また、図１１によれば、サンプルＢ１，Ｂ２，Ｂ３の順に、成膜レートが高い（サンプルＢ１の成膜レートが、サンプルＢ３の成膜レートよりも、２倍近く高い）ことが分かる。これは、ウエハの温度を、３００℃以下、さらには２００℃以下とすることで、ウエハ上へのＴｉＯの堆積効率が向上するためと考えられる。また、図１１によれば、サンプルＢ１～Ｂ３のＴｉＯ膜は、いずれも、充分に高い膜密度を有していることが分かる。これは、ステップ３を実施することで、ステップ１Ｂで形成したＴｉＯ層を、密度の高い緻密な層に改質できているためと考えられる。
　さらに、サンプルＢ１～Ｂ３におけるＴｉＯ膜中のＣｌ濃度を評価した。図１３の縦軸は、ＸＰＳで測定したサンプルＢ１～Ｂ３におけるＴｉＯ膜中のＯ，Ｔｉ，Ｃｌの原子濃度（ａｔｏｍｉｃ％）を、横軸は、ＴｉＯ膜に含まれる元素の種類（Ｏ，Ｔｉ，Ｃｌ）を示している。
　図１３に示すように、サンプルＢ１，Ｂ２におけるＴｉＯ膜中のＣｌ濃度は、順に、２．９ａｔｏｍｉｃ％、０．６ａｔｏｍｉｃ％であった。また、サンプルＢ３におけるＴｉＯ膜中のＣｌ濃度は、微量のため計測不可能であった。これらの結果から、サンプルＢ１～Ｂ３のいずれにおいても、ＴｉＯ膜中のＣｌ濃度を充分に低減できていることが分かる。これは、ステップ３を実施することで、ステップ１Ｂで形成したＴｉＯ層中からＣｌを脱離させ、ステップ１Ｂで形成したＴｉＯ層を、不純物濃度の低い層に改質できているためと考えられる。また、サンプルＢ３，Ｂ２，Ｂ１の順に、Ｃｌ濃度が低い（サンプルＢ３が最も低く、サンプルＢ１が最も高い）ことから、ウエハの温度を高くすることで、ステップ３における改質効率が向上することが分かる。
＜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。
（付記１）
　本発明の一態様によれば、
　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する工程と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する工程とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う工程と、
　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする工程と、
　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する工程と、
　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法、および、基板処理方法が提供される。
（付記２）
　付記１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記酸化剤を先行して供給する工程と、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程とを、連続的に行う工程では、前記酸化剤の供給を停止することなく維持する。
（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、
　前記酸化剤を先行して供給する工程の実施期間を、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程の実施期間よりも長くする。
（付記４）
　付記１乃至３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程の実施期間を、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程の実施期間よりも長くする。
（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、
　前記酸化剤と前記原料との供給を停止する際は、前記酸化剤の供給と前記原料の供給とを同時に停止する。
（付記６）
　付記１乃至５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記酸化剤と前記原料との供給を停止する際は、前記酸化剤の供給を前記原料の供給よりも先に停止する。
（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、
　ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程と、ｍ＋１サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程とが、同時に行われる。
（付記８）
　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、
　ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程の実施期間に、ｍ＋１サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程が行われる。
（付記９）
　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、
　ｍ＋１（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程の実施期間に、ｍサイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程が行われる。
（付記１０）
　付記１乃至９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記原料はハロゲン基を含む。
（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、
　前記原料は金属元素およびハロゲン基を含み、前記酸化膜は前記金属元素を含む。
（付記１２）
　付記１０または１１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記ハロゲン基は、クロロ基（Ｃｌ）、フルオロ基（Ｆ）、ブロモ基（Ｂｒ）またはヨード基（Ｉ）を含む。
（付記１３）
　付記１０または１１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記ハロゲン基はクロロ基（Ｃｌ）を含む。
（付記１４）
　付記１１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記金属元素は遷移金属（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ等）または典型金属（Ａｌ等）を含む。
（付記１５）
　付記１１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記金属元素は遷移金属（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ等）を含む。
（付記１６）
　付記１乃至１５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記原料はハロゲン化金属を含む。
（付記１７）
　付記１乃至１６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記原料はハロゲン化チタン（ＴｉＣｌ４）を含む。
（付記１８）
　付記１乃至１７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記酸化剤はＨ２ＯまたはＨ２Ｏ２を含む。
（付記１９）
　本発明の他の態様によれば、
　基板を収容する処理室と、
　前記処理室内へ原料を供給する原料供給系と、
　前記処理室内へ酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
　前記処理室内へパージガスを供給するパージガス供給系と、
　前記処理室内の基板に対して前記酸化剤を先行して供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する処理とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う処理と、前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止し前記処理室内へ前記パージガスを供給して前記処理室内をパージする処理と、前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化膜を形成する処理を行うように、前記原料供給系、前記酸化剤供給系および前記パージ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。
（付記２０）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する手順と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する手順とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う手順と、
　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする手順と、
　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する手順と、
　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化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、および、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。
　２００　　　ウエハ（基板）
　２０１　　　処理室
　２０７　　　ヒータ
　２３２ａ～２３２ｄ　　ガス供給管
　２４９ａ，２４９ｂ　　ノズル
　１２１　　　コントローラ

Claims (15)

  1. 　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する工程と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する工程とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う工程と、
    　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする工程と、
    　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する工程と、
    　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
  2. 　前記酸化剤を先行して供給する工程と、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程とを、連続的に行う工程では、前記酸化剤の供給を停止することなく維持する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 　前記酸化剤を先行して供給する工程の実施期間を、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程の実施期間よりも長くする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 　前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程の実施期間を、前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する工程の実施期間よりも長くする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 　前記酸化剤と前記原料との供給を停止する際は、前記酸化剤の供給と前記原料の供給とを同時に停止する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 　前記酸化剤と前記原料との供給を停止する際は、前記酸化剤の供給を前記原料の供給よりも先に停止する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 　ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程と、ｍ＋１サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程とが、同時に行われる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 　ｍ（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程の実施期間に、ｍ＋１サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程が行われる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 　ｍ＋１（ｍは１以上の整数）サイクル目における前記酸化剤を先行して供給する工程の実施期間に、ｍサイクル目における前記パージ後に前記酸化剤を供給する工程が行われる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 　前記原料はハロゲン基を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 　前記原料は金属元素およびハロゲン基を含み、前記酸化膜は前記金属元素を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 　前記原料はハロゲン化金属を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 　前記酸化剤はＨ２ＯまたはＨ２Ｏ２を含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 　基板を収容する処理室と、
    　前記処理室内へ原料を供給する原料供給系と、
    　前記処理室内へ酸化剤を供給する酸化剤供給系と、
    　前記処理室内へパージガスを供給するパージガス供給系と、
    　前記処理室内の基板に対して前記酸化剤を先行して供給する処理と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と前記原料とを同時に供給する処理とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う処理と、前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止し前記処理室内へ前記パージガスを供給して前記処理室内をパージする処理と、前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する処理と、を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化膜を形成する処理を行うように、前記原料供給系、前記酸化剤供給系および前記パージ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。
  15. 　処理室内の基板に対して酸化剤を先行して供給する手順と、前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤と原料とを同時に供給する手順とを、それらの間に前記処理室内のパージを挟むことなく連続的に行う手順と、
    　前記処理室内の前記基板に対する前記酸化剤と前記原料との供給を停止して前記処理室内をパージする手順と、
    　前記パージ後の前記処理室内の前記基板に対して前記酸化剤を供給する手順と、
    　を含むサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に酸化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。
PCT/JP2014/057388 2014-03-18 2014-03-18 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体 WO2015140933A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016508375A JP6123021B2 (ja) 2014-03-18 2014-03-18 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
KR1020167025535A KR101923793B1 (ko) 2014-03-18 2014-03-18 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
PCT/JP2014/057388 WO2015140933A1 (ja) 2014-03-18 2014-03-18 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体
US15/267,390 US9916976B2 (en) 2014-03-18 2016-09-16 Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/057388 WO2015140933A1 (ja) 2014-03-18 2014-03-18 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/267,390 Continuation US9916976B2 (en) 2014-03-18 2016-09-16 Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015140933A1 true WO2015140933A1 (ja) 2015-09-24

Family

ID=54143944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/057388 WO2015140933A1 (ja) 2014-03-18 2014-03-18 半導体装置の製造方法、基板処理装置及び記録媒体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9916976B2 (ja)
JP (1) JP6123021B2 (ja)
KR (1) KR101923793B1 (ja)
WO (1) WO2015140933A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180286662A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device, non-transitory computer-readable recording medium, and substrate processing apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4013905B1 (en) 2019-08-12 2023-02-22 Kurt J. Lesker Company Ultra high purity conditions for atomic scale processing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023042A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Toshiba Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2007043709A1 (ja) * 2005-10-14 2007-04-19 Nec Corporation 半導体装置の製造方法およびその製造装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4393071B2 (ja) 2002-07-12 2010-01-06 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US20050136657A1 (en) 2002-07-12 2005-06-23 Tokyo Electron Limited Film-formation method for semiconductor process
JP4009550B2 (ja) * 2003-03-27 2007-11-14 エルピーダメモリ株式会社 金属酸化膜の形成方法
US7629256B2 (en) 2007-05-14 2009-12-08 Asm International N.V. In situ silicon and titanium nitride deposition
US8017182B2 (en) 2007-06-21 2011-09-13 Asm International N.V. Method for depositing thin films by mixed pulsed CVD and ALD
JP5177660B2 (ja) * 2008-03-06 2013-04-03 独立行政法人産業技術総合研究所 絶縁膜の形成方法
KR101052587B1 (ko) * 2008-10-31 2011-07-29 캐논 아네르바 가부시키가이샤 유전체막 및 유전체막을 사용하는 반도체 디바이스
JP5518499B2 (ja) * 2009-02-17 2014-06-11 株式会社日立国際電気 半導体デバイスの製造方法および基板処理装置
JP5174098B2 (ja) * 2010-08-09 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法及びその熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体並びに熱処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023042A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Toshiba Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
WO2007043709A1 (ja) * 2005-10-14 2007-04-19 Nec Corporation 半導体装置の製造方法およびその製造装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180286662A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method for manufacturing semiconductor device, non-transitory computer-readable recording medium, and substrate processing apparatus
JP2018166142A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US10707074B2 (en) 2017-03-28 2020-07-07 Kokusai Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device, non-transitory computer-readable recording medium, and substrate processing apparatus
US10910217B2 (en) 2017-03-28 2021-02-02 Kokusai Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device, non-transitory computer-readable recording medium, and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015140933A1 (ja) 2017-04-06
JP6123021B2 (ja) 2017-04-26
US9916976B2 (en) 2018-03-13
KR101923793B1 (ko) 2018-11-29
US20170004961A1 (en) 2017-01-05
KR20160126002A (ko) 2016-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023854B1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6486479B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム、および供給系
JP5864503B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び記録媒体
US20160079070A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
JP6994483B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム、及び基板処理装置
WO2020050124A1 (ja) クリーニング方法、半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置
JP6123020B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
JP6123021B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
JP6419982B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
WO2016120957A1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
WO2018181508A1 (ja) 半導体装置の製造方法、クリーニング方法、基板処理装置およびプログラム
US20200411330A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
WO2017056187A1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
JP2016065287A (ja) 半導体デバイスの製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP6639691B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置
JP6087023B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
JP6030746B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラムおよび記録媒体
JP7110468B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び基板処理方法。
JP2022083561A (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム、基板処理装置および基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14885943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016508375

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167025535

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14885943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1