JP6071537B2 - 成膜方法 - Google Patents

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Description

本発明は、成膜方法に関する。
半導体集積回路（ＩＣ、Integrated Circuit）の製造プロセスには、半導体ウエハ上に薄膜を成膜する工程がある。この工程については、ＩＣの更なる微細化の観点から、ウエハ面内における均一性の向上が求められている。このような要望に応える成膜方法として、原子層成膜（ＡＬＤ、Atomic Layer Deposition）法または分子層成膜（ＭＬＤ、Molecular Layer Deposition）法と呼ばれる成膜方法が期待されている。ＡＬＤ法では、互いに反応する２種類の反応ガスの一方の反応ガス（反応ガスＡ）をウエハ表面に吸着させ、吸着した反応ガスＡを他方の反応ガス（反応ガスＢ）で反応させるサイクルを繰り返すことにより、反応生成物による薄膜がウエハ表面に成膜される。ＡＬＤ法は、ウエハ表面への反応ガスの吸着を利用するため、膜厚均一性及び膜厚制御性に優れるという利点を有している。
ＡＬＤ法を実施する成膜装置として、いわゆる回転テーブル式の成膜装置がある（例えば、特許文献１参照）。この成膜装置は、真空容器内に回転可能に配置され、複数のウエハが載置される回転テーブルと、回転テーブルの上方に区画される反応ガスＡの供給領域と反応ガスＢの供給領域とを分離する分離領域と、反応ガスＡ及び反応ガスＢの供給領域に対応して設けられる排気口と、これらの排気口に接続される排気装置とを有している。このような成膜装置においては、回転テーブルが回転することによって、反応ガスＡの供給領域、分離領域、反応ガスＢの供給領域、及び分離領域をウエハが通過することとなる。これにより、反応ガスＡの供給領域においてウエハ表面に反応ガスＡが吸着し、反応ガスＢの供給領域において反応ガスＡと反応ガスＢとがウエハ表面で反応する。このため、成膜中には反応ガスＡ及び反応ガスＢを切り替える必要はなく、継続して供給することができる。従って、排気／パージ工程が不要となり、成膜時間を短縮できるという利点がある。
一方、半導体メモリの高集積化に伴い、金属酸化物などの高誘電体材料を誘電体層として用いるキャパシタが多用されている。このようなキャパシタの電極は、比較的大きな仕事関数を有する例えば窒化チタン（ＴｉＮ）により形成されている。
ＴｉＮ電極の形成は、例えば、塩化チタン（ＴｉＣｌ４）とアンモニア（ＮＨ３）とを原料ガスとして用いる化学気相成膜（ＣＶＤ）法により、高誘電体層の上にＴｉＮを成膜し、パターン化することにより行われる（例えば、特許文献１参照）。
例えば、ＣＶＤ法で用いた原料ガスと同様に、塩化チタンとアンモニアとを原料ガスとし、上述の回転テーブル式の成膜装置を用い、ＡＬＤ法により成膜することにより、膜厚均一性及び膜厚制御性に優れ、かつ成膜時間を短縮したプロセスで窒化チタンの成膜が可能になると考えられる。
また、かかるＡＬＤ法を用いた成膜において、膜の抵抗を低下させる観点から、従来よりも高温条件で成膜を行う要請があり、上述のＴｉＮの成膜においても、そのような高温条件での成膜の要請がある。
特許第４６６１９９０号 特許第４５８３７６４号
しかしながら、上述の回転テーブル式成膜装置によりＡＬＤ法を用いて高温条件下で成膜を行ったときに、成膜装置のチャンバや回転テーブルに含まれる金属不純物、ステンレスを用いた部品等に含まれる金属成分と原料ガスが反応してしまい、銅等を含む金属による膜の金属汚染が発生してしまう場合があった。
そこで、本発明は、高温条件で成膜を行った場合であっても、膜の金属汚染を低減できる成膜方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る成膜方法は、チャンバ内に設けられ、基板載置部に基板を載置可能な回転テーブルを回転させることにより、ＴｉＣｌ４を供給する第１の処理領域及びＮＨ３を供給する第２の処理領域を通過させ、ＡＬＤ法によりＴｉＮ膜の成膜を行う成膜方法であって、
前記基板載置部に前記基板を載置せずに前記回転テーブルを回転させ、前記基板載置部を所定温度にした状態で前記回転テーブル上に前記ＴｉＮ膜の成膜を、総ての箇所が非透過状態となる膜厚まで成膜可能な所定時間行うコーティング工程と、
前記基板載置部に前記基板を載置して前記回転テーブルを回転させ、前記基板載置部又は前記基板を前記所定温度以下の所定の成膜温度にした状態で前記基板上に前記ＴｉＮ膜の成膜を行うプロセス工程と、を有し、
前記所定温度は、前記ＴｉＮ膜中の塩素濃度を低下させ、ＴｉＮ分子の粒径を大きくして金属の拡散ルートを塞ぐことが可能な温度である６００℃又は６１０℃に設定され、前記コーティング工程で、前記金属の拡散ルートを塞ぐことが可能な粒径を有するＴｉＮ分子を有する前記ＴｉＮ膜を前記回転テーブル上に成膜し、
前記プロセス工程において、前記所定の成膜温度を３００℃、４２０℃又は５５０℃に設定して前記基板上に前記ＴｉＮ膜を成膜する。
本発明によれば、成膜時に発生する膜の金属汚染を低減することができる。
本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の断面図である。 本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の斜視図である。 本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の上面図である。 本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の回転テーブルの同心円に沿ったチャンバの断面を示した図である。 本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の天井面が設けられている領域を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る成膜方法の処理フローを示した図である。 本実施形態に係る成膜装置を用いて、比較例に係る成膜方法を実施した場合の実施結果を示した図である。 高温成膜におけるＴｉＮ膜の特性の変化を示した図である。 成膜プロセス時のウエハ温度に対する膜密度の関係を示した図である。 成膜プロセス時のウエハ温度に対する塩素濃度の関係を示した図である。 高温条件下の成膜プロセスで得られた粒径の大きい膜を用いて、金属汚染を防止できる原理を説明するための図である。図１１（Ａ）は、粒径の大きい膜の断面構成の一例を示した図である。図１１（Ｂ）は、粒径の小さい膜の断面構成の一例を示した図である。 本実施形態に係る成膜方法を実施した実施例１に係る成膜方法の実施結果を示した図である。 本実施形態に係る成膜方法を実施した実施例２に係る成膜方法の実施結果を示した図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。
（成膜装置）
図１は、本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の斜視図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る成膜方法を実施するのに好適な成膜装置の一例の上面図である。
まず、本発明の実施形態による成膜方法を実施するのに好適な成膜装置について説明する。図１から図３までを参照すると、この成膜装置は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平なチャンバ１と、このチャンバ１内に設けられ、チャンバ１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。チャンバ１は、有底の円筒形状を有する容器本体１２と、容器本体１２の上面に対して、例えばＯリングなどのシール部材１３（図１）を介して気密に着脱可能に配置される天板１１とを有している。
チャンバ１は、種々の材料から構成されてよいが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）から構成されてもよい。チャンバ１を組み立てる際、ステンレスからなるネジを用いて組み立てを行うが、かかるネジは、銅（Ｃｕ）等の種々の金属を含む。成膜プロセスでチャンバ１内を加熱した場合、かかるネジから銅が不純物として析出されるおそれがあるが、本実施形態に係る成膜方法においては、そのような金属汚染物の発生を効果的に防止する。なお、具体的な成膜方法の内容については後述する。
回転テーブル２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、このコア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２はチャンバ１の底部１４を貫通し、その下端が回転軸２２（図１）を鉛直軸回りに回転させる駆動部２３に取り付けられている。回転軸２２及び駆動部２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分がチャンバ１の底部１４の下面に気密に取り付けられており、ケース体２０の内部雰囲気と外部雰囲気との気密状態が維持されている。
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）の基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図３には便宜上１個の凹部２４だけにウエハＷを示す。この凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウエハＷの厚さにほぼ等しい深さとを有している。したがって、ウエハＷが凹部２４に収容されると、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが同じ高さになる。凹部２４の底面には、ウエハＷの裏面を支えてウエハＷを昇降させるための例えば３本の昇降ピンが貫通する貫通孔（いずれも図示せず）が形成されている。
回転テーブル２は、種々の材料で構成されてよいが、例えば、石英から構成されてもよい。石英にも、不純物としてステンレスが含まれている場合があり、かかるステンレス内には、銅等の金属不純物が含まれている。かかる金属不純物は、成膜プロセスで回転テーブル２が高温加熱された場合に、金属汚染物として発生するおそれがあるが、本実施形態に係る成膜方法においては、そのような金属汚染物の発生を抑制する。なお、成膜方法の詳細については後述する。
図２及び図３は、チャンバ１内の構造を説明する図であり、説明の便宜上、天板１１の図示を省略している。図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなる反応ガスノズル３１、反応ガスノズル３２、及び分離ガスノズル４１，４２がチャンバ１の周方向（回転テーブル２の回転方向（図３の矢印Ａ））に互いに間隔をおいて配置されている。図示の例では、後述の搬送口１５から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に、分離ガスノズル４１、反応ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、及び反応ガスノズル３２がこの順番で配列されている。これらのノズル３１、３２、４１、４２は、各ノズル３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ（図３）を容器本体１２の外周壁に固定することにより、チャンバ１の外周壁からチャンバ１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられている。
本実施形態においては、反応ガスノズル３１は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスの供給源（図示せず）に接続されている。反応ガスノズル３２は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、アンモニアの供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、いずれも不図示の配管及び流量制御バルブなどを介して、分離ガスの供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガスや窒素（Ｎ２）ガスなどの不活性ガスを用いることができる。本実施形態では、Ｎ２ガスを用いることとする。
反応ガスノズル３１、３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３１、３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１の下方領域は、ＴｉＣｌ４ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウエハＷに吸着されたＴｉＣｌ４ガスを窒化させる第２の処理領域Ｐ２となる。
図２及び図３を参照すると、チャンバ１内には２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、分離ガスノズル４１、４２とともに分離領域Ｄを構成するため、回転テーブル２に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられている。なお、凸状部４の詳細については、後述する。また、凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、チャンバ１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。
図４は、反応ガスノズル３１から反応ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿ったチャンバ１の断面を示している。図示のとおり、天板１１の裏面に凸状部４が取り付けられているため、チャンバ１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが存在する。天井面４４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、図示のとおり、凸状部４には周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４２が溝部４３内に収容されている。もう一つの凸状部４にも同様に溝部４３が形成され、ここに分離ガスノズル４１が収容されている。また、高い天井面４５の下方の空間に反応ガスノズル３１、３２がそれぞれ設けられている。これらの反応ガスノズル３１、３２は、天井面４５から離間してウエハＷの近傍に設けられている。更に、図４において、反応ガスノズル３１が設けられる高い天井面４５の下方の空間４８１と、反応ガスノズル３２が設けられる高い天井面４５の下方の空間４８２とを示す。
また、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔４２ｈ（図４参照）が、分離ガスノズル４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。図示は省略するが、この点は分離ガスノズル４１も同様である。
天井面４４は、狭隘な空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈからＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８１及び４８２の容積よりも小さいため、Ｎ２ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間に圧力の高い分離空間Ｈが形成される。また、分離空間Ｈから空間４８１及び４８２へ流れ出るＮ２ガスが、第１の領域Ｐ１からのＴｉＣｌ４ガスと、第２の領域Ｐ２からのＮＨ３ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第１の領域Ｐ１からのＴｉＣｌ４ガスと、第２の領域Ｐ２からのＮＨ３ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、チャンバ１内においてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとが混合し、反応することが抑制される。
なお、回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さｈ１は、成膜時のチャンバ１内の圧力、回転テーブル２の回転速度、供給する分離ガス（Ｎ２ガス）の供給量などを考慮し、分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くするのに適した高さに設定することが好ましい。
一方、天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５（図２及び図３）が設けられている。この突出部５は、本実施形態においては、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、その下面が天井面４４と同じ高さに形成されている。
先に参照した図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面４５が設けられている領域を示している。
一方、図５は、天井面４４が設けられている領域を示す断面図である。図５に示すように、扇型の凸状部４の周縁部（チャンバ１の外縁側の部位）には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。この屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から反応ガスが侵入することを抑制して、両反応ガスの混合を抑制する。扇型の凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取り外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さと同様の寸法に設定されている。
図４に示すように、容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されている。しかしながら、図１に示すように、分離領域Ｄ以外の部位においては、例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外方側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、第１の処理領域Ｐ１に連通する排気領域を第１の排気領域Ｅ１と記し、第２の処理領域Ｐ２に連通する領域を第２の排気領域Ｅ２と記す。これらの第１の排気領域Ｅ１及び第２の排気領域Ｅ２の底部には、図１から図３に示すように、それぞれ、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０が形成されている。図１に示すように、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０は、各々排気管６３０を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０に接続されている。なお図１中、圧力制御器６５０が示されている。
図１及び図４に示すように、回転テーブル２とチャンバ１の底部１４との間の空間には、加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば６１０℃）に加熱される。ヒータユニット７は、凹部２４にウエハＷが載置されている成膜プロセス中には、凹部２４に載置されたウエハＷが所定温度となるように加熱する。
一方、本実施形態に係る成膜方法においては、凹部２４にウエハＷが載置されていない状態で成膜プロセスを行う、いわゆるコーティングを行うが、ヒータユニット７は、かかるコーティングの際には、ウエハＷが凹部２４に載置された場合にウエハＷが所定温度となるように回転テーブル２を加熱する。コーティングは、成膜プロセスを実行する前に、成膜プロセスを安定させる目的で行われる。コーティングでは、凹部２４にウエハＷが載置されていない状態で原料ガスを供給するとともに、回転テーブル２を回転させて成膜プロセスと同様の動作を行うが、その際の設定温度は、例えば、回転テーブル２の凹部２４を基準としてもよい。凹部２４は、ウエハＷの載置領域であるので、凹部２４の温度を制御することにより、ウエハＷが載置されている場合とされていない場合とで、ほぼ同一基準で温度制御を行うことができる。なお、本実施形態に係る成膜方法では、凹部２４を所定温度に設定してコーティングを行い、次いで、凹部２４又はウエハＷを所定温度以下に設定して成膜プロセスを行うという２段の工程によりメタルコンタミネーション（金属汚染）を低減するが、その詳細については後述する。
図５に示すように、回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１、Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画し、回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるため、リング状のカバー部材７１が設けられている。このカバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び外縁部よりも外周側を、下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａとチャンバ１の内壁面との間に設けられた外側部材７１ｂと、を備えている。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられ、内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。
ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、また底部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。またチャンバ１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管７３が設けられている（図５には一つのパージガス供給管７３を示す）。また、ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周壁（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられている。蓋部材７ａは、例えば石英で作製することができる。
また、チャンバ１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して、回転テーブル２のウエハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間５０は、分離ガスにより空間４８１及び空間４８２よりも高い圧力に維持され得る。したがって、空間５０により、第１の処理領域Ｐ１に供給されるＴｉＣｌ４ガスと第２の処理領域Ｐ２に供給されるＮＨ３ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、空間５０（又は中心領域Ｃ）は、分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能することができる。
更に、チャンバ１の側壁には、図２、図３に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間で基板であるウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は、図示しないゲートバルブにより開閉される。また、ウエハ載置領域である凹部２４では、この搬送口１５に対向する位置で搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しが行われる。よって、回転テーブル２の下方側において受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４を貫通してウエハＷを裏面から持ち上げるための受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構（いずれも図示せず）が設けられている。
また、図１に示すように、本実施形態に係る成膜装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられている。この制御部１００のメモリ内には、後述する成膜方法を制御部１００の制御の下に成膜装置に実施させるプログラムが格納されている。このプログラムは後述の成膜方法を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの媒体１０２に記憶され、所定の読み取り装置により記憶部１０１へ読み込まれ、制御部１００内にインストールされる。
（成膜方法）
次に、本発明の実施形態による成膜方法について、図６を参照しながら説明する。以下の説明では、上述の成膜装置を用いる場合を例にとる。
図６は、本発明の実施形態に係る成膜方法の処理フローを示した図である。まず、図示しないゲートバルブが閉じられ、チャンバ１が密閉状態にある状態を開始状態とする。本実施形態に係る成膜方法においては、ウエハＷを回転テーブル２の凹部２４上に載置することなく、回転テーブル２の表面上に成膜を行うコーティング工程と、ウエハＷを凹部２４上に載置し、ウエハＷの表面上に成膜を行うプロセス工程とを有する。まずコーティング工程を行い、次いでプロセス工程を行うという順番になる。以下、成膜方法の内容について、具体的に説明する。まず、ステップＳ１００〜Ｓ１４０のコーティング工程について説明する。
ステップＳ１００では、真空ポンプ６４０により到達可能真空度にまでチャンバ１内を排気した後、ステップＳ６２にて、分離ガスノズル４１、４２からＮ２ガスを所定の流量で供給し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７２からもＮ２ガスを所定の流量で供給する。これに伴い、圧力制御手段６５０（図１）によりチャンバ１内を予め設定した処理圧力に制御する。次いで、回転テーブル２を時計回りに例えば２４０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、ヒータユニット７により回転テーブル２、より詳細には凹部２４付近を、例えば６１０℃に加熱する。
ヒータユニット７による加熱温度は、コーティング工程において所定温度に設定したら、プロセス工程では、コーティング工程において設定した所定温度以下となるように設定される。プロセス工程では、予めプロセスに応じて温度が定められている場合が多いので、コーティング工程では、プロセス工程における設定温度以上となるように加熱温度が定められる。本実施形態においては、加熱温度を６１０℃とした例について説明するが、プロセス工程は、３００℃〜６１０℃の範囲の種々の温度で実施されている場合が多いので、コーティング工程における加熱温度は、例えば、３５０〜６１０℃の範囲の適切な温度に定めるようにしてもよい。
なお、ＴｉＮの成膜を行うプロセス工程では、ウエハＷの温度を６００℃以上とすると、低抵抗の薄膜を成膜できることが実験的に確かめられている。よって、本実施形態においては、そのような低抵抗のＴｉＮ膜を成膜するプロセスを考慮し、ウエハＷの温度を６００℃以上の６１０℃とする例について説明する。なお、ウエハＷの温度は、６１０℃を６００℃としても、そのような低抵抗のＴｉＮ膜を成膜することができる。
コーティング工程において、プロセス工程よりも高い温度に加熱温度を設定するのは、高温で加熱することにより、回転テーブル２上に成膜されるＴｉＮ膜の粒径を大きくし、金属不純物の拡散ルートを狭めるためである。つまり、回転テーブル２やチャンバ１等から金属汚染物が発生した場合、それらが成膜されたＴｉＮ膜の内部を拡散してしまうと、ＴｉＮ膜は金属により汚染されてしまうが、ＴｉＮ膜の粒径が大きいと、そのような金属汚染物の拡散ルートが塞がれ、金属汚染物のＴｉＮ膜内の拡散を防ぐ機能があると考えられる。なお、この点の詳細については後述する。
ステップＳ１１０では、反応ガスノズル３１（図２及び図３）からＴｉＣｌ４ガスを供給し、反応ガスノズル３２からＮＨ３ガスを供給する。回転テーブル２の回転により、ウエハＷは、第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ（分離空間Ｈ）、第２の処理領域Ｐ２、及び分離領域Ｄ（分離空間Ｈ）をこの順に通過していく（図３参照）。まず、第１の処理領域Ｐ１において、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスが、回転テーブル２に吸着する。次に、ＴｉＣｌ４ガスが吸着した回転テーブル２の所定箇所が、Ｎ２ガス雰囲気となっている分離空間Ｈ（分離領域Ｄ）を通って第２の処理領域Ｐ２に至ると、回転テーブル２に吸着したＴｉＣｌ４ガスが、反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスと反応し、回転テーブル２にＴｉＮ膜が成膜される。また、副生成物としてＮＨ４Ｃｌが生成され、これが気相中に放出されて、分離ガスなどとともに排気される。そして、ＴｉＮが成膜された回転テーブル２の所定箇所は、分離領域Ｄ（Ｎ２ガス雰囲気の分離空間Ｈ）へ至る。
ステップＳ１２０では、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスと、反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスとの供給が、所定の時間行われたか否かが判定される。所定の時間は、用途に応じて適切な時間が設定されてよいが、例えば、成膜されたＴｉＮ膜の膜性能が安定した状態となる膜厚に基づいて設定されてもよい。ＴｉＮ膜は、非透過性の膜であるので、膜厚が中途半端な厚さであると、透過状態の膜と非透過状態の膜の箇所が混在し、膜性能が安定しない。そこで、総ての箇所が非透過状態となる程度の膜厚にＴｉＮ膜を成膜可能な時間に設定することが好ましい。そのような、膜性能が安定する膜厚は、具体的には、５００ｎｍ以上である。よって、例えば、ＴｉＮの膜厚が７００ｎｍとなるように反応ガスの供給時間を設定してもよく、例えば、所定の時間を７０００秒前後に設定してもよい。
ステップＳ１２０において、所定の時間が経過していない場合には、ステップＳ１１０に戻り、ＴｉＮ膜の成膜が継続され、経過した場合には、次のステップＳ１３０へ進む。
ステップＳ１３０では、回転テーブル２の回転と反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスの供給と、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスの供給とが停止される。これにより、ウエハＷは、Ｎ２ガス（分離ガス）とＮＨ３ガスとに順番に曝されることとなる。
ステップＳ１４０では、分離ガスノズル４１、４２からは、引き続きＮ２ガスが供給され、チャンバ１内がパージされる。なお、反応ガスノズル３１、３２は、ガスの供給が停止したままの状態であってもよいし、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガスが供給されてもよい。これにより、チャンバ１内は、不活性ガス雰囲気下となる。
ステップＳ１００〜Ｓ１４０が、コーティング工程である。コーティング工程では、回転テーブル２の凹部２４が、プロセス工程における加熱温度以上の所定温度となるように加熱温度を設定する。
次いで、ステップＳ１５０〜Ｓ２１０のプロセス工程について説明する。
先ず、ステップＳ１５０において、ウエハＷが回転テーブル２に載置される。具体的には、図示しないゲートバルブを開き、外部から搬送アーム１０（図３）により搬送口１５（図２及び図３）を介してウエハＷを回転テーブル２の凹部２４内に受け渡す。この受け渡しは、凹部２４が搬送口１５に臨む位置に停止したときに凹部２４の底面の貫通孔を介してチャンバ１の底部側から不図示の昇降ピンが昇降することにより行われる。このようなウエハＷの受け渡しを、回転テーブル２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル２の５つの凹部２４内に夫々ウエハＷを載置する。
ステップＳ１６０では、ゲートバルブを閉じ、真空ポンプ６４０により到達可能真空度にまでチャンバ１内を排気した後、分離ガスノズル４１、４２からＮ２ガスを所定の流量で供給し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７２からもＮ２ガスを所定の流量で供給する。これに伴い、圧力制御手段６５０（図１）によりチャンバ１内を予め設定した処理圧力に制御する。次いで、回転テーブル２を時計回りに例えば１２０ｒｐｍ、又は２４０ｒｐｍの回転速度で回転させながらヒータユニット７によりウエハＷ又は凹部２４を例えば６１０℃に加熱する。
ここで、ウエハＷの温度と、ウエハＷが載置される凹部２４の温度はほぼ同じであるので、いずれを基準としてもよい。また、プロセス工程におけるヒータユニット７による加熱温度は、コーティング工程における加熱温度以下であればよいので、コーティング工程における加熱温度が６１０℃の場合、プロセスの用途に応じて、６１０℃以下の任意の温度に設定することができる。但し、一般的には、成膜プロセスは、３００℃又は３５０℃〜６１０℃の間で行われる場合が多いので、３００℃〜６１０℃の範囲で設定してもよい。例えば、プロセス工程におけるウエハＷ又は凹部２４の温度は、コーティング工程におけるウエハＷ又は凹部２４の温度として設定された６１０℃よりもやや低い６００℃又は５５０℃に設定されてもよいし、約２００℃低い４２０℃に設定されてもよい。
例えば、この成膜プロセスで、ウエハＷを５５０℃、６００℃、６１０℃といった高温に温度設定しても、金属汚染はあまり発生しない。上述のように、コーティング工程において、チャンバ１の内面及び回転テーブル２の表面上に、粒径の大きな成膜がなされ、金属汚染物の拡散が抑制されるからだと考えられる。
ステップＳ１７０では、反応ガスノズル３１（図２及び図３）からＴｉＣｌ４ガスを供給し、反応ガスノズル３２からＮＨ３ガスを供給する。回転テーブル２の回転により、ウエハＷは、第１の処理領域Ｐ１、分離領域Ｄ（分離空間Ｈ）、第２の処理領域Ｐ２、及び分離領域Ｄ（分離空間Ｈ）をこの順に通過していく（図３参照）。まず、第１の処理領域Ｐ１において、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスがウエハＷに吸着する。次に、ウエハＷが、Ｎ２ガス雰囲気となっている分離空間Ｈ（分離領域Ｄ）を通って第２の処理領域Ｐ２に至ると、ウエハＷに吸着したＴｉＣｌ４ガスが、反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスと反応し、ウエハＷにＴｉＮ膜が成膜される。また、副生成物としてＮＨ４Ｃｌが生成され、これが気相中に放出されて、分離ガスなどとともに排気される。そして、ウエハＷは、分離領域Ｄ（Ｎ２ガス雰囲気の分離空間Ｈ）へ至る。
ステップＳ１８０では、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスと、反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスとの供給が、所定の時間行われたか否かが判定される。所定の時間は、後述するような実験及びその結果に基づいて決定することができる。
ステップＳ１８０において、所定の時間が経過していない場合には、ステップＳ１７０に戻りＴｉＮ膜の成膜が継続され、経過した場合には、次のステップＳ１９０へ進む。
ステップＳ１９０では、回転テーブル２の回転と反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスの供給は継続され、反応ガスノズル３１からのＴｉＣｌ４ガスの供給が停止される。これにより、ウエハＷは、Ｎ２ガス（分離ガス）とＮＨ３ガスとに順番に曝されることとなる。成膜されたＴｉＮ膜中には、未反応のＴｉＣｌ４や、ＴｉＣｌ４の分解により生じた塩素（Ｃｌ）が残存している可能性がある。未反応のＴｉＣｌ４がＮＨ３ガスと反応してＴｉＮが生成され、また、残存しているＣｌがＮＨ３ガスによりＮＨ４Ｃｌとなって膜中から脱離する。このため、成膜されたＴｉＮ膜中の不純物が低減され、ＴｉＮ膜の膜質が向上し、よって抵抗率を低下させることができる。
ステップＳ２００では、反応ガスノズル３２からのＮＨ３ガスの供給が所定の時間行われたか否かが判定される。ここでの所定の時間は、プロセス工程で成膜するＴｉＮ膜の膜厚を考慮して適切に設定されてよいが、例えば、膜厚を５〜４０ｎｍとすべく、所定の時間を１５０〜６００秒に設定してもよいし、膜厚を１０〜４０ｎｍとすべく、所定の時間を３００〜６００秒に設定してもよい。
ステップＳ２００において、所定の時間が経過していない場合には、ステップＳ１９０が継続され、経過した場合には、次のステップＳ２１０へ進む。
ステップＳ２１０においては、ステップＳ１８０の時間とステップＳ１５０の時間の総計時間が所定の時間に達したかが判定される。所定の時間に達していない場合には、ステップＳ１７０に戻り、ＴｉＮが更に成膜される。所定の時間に達した場合には、ＴｉＣｌ４ガス及びＮＨ３ガスの供給を停止し、成膜を終了する。
ここで、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０は、成膜の目的に応じて、必要に応じて設けるようにしてよい。つまり、プロセス時間が長くなっても、膜質の改善を行いたい場合には、ステップＳ１９０〜Ｓ２０１をそのまま実施すればよいが、膜質の改善よりも、プロセス時間を短くしてスループットを向上させる方が重要な場合には、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０を省略することも可能である。
以上、説明したように、図６に示した本実施形態に係る成膜方法を実施することにより、金属汚染の発生を低減することができる。次に、本実施形態に成膜方法の金属汚染抑制原理について説明する。
図７は、上述の本実施形態に係る成膜装置を用いて、比較例に係る成膜方法を実施した場合の実施結果を示した図である。図７において、コーティング時の凹部２４の温度を４２０℃に設定したときのＴｉＮ膜の上面（表面）側の銅の汚染量が、成膜プロセス時の温度毎に示されている。横軸は成膜プロセス時のウエハＷの温度（℃）であり、縦軸は銅の汚染量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）を示している。
図７に示すように、ウエハＷの温度が４２０℃の場合には比較的銅の汚染量は少ないが、ウエハＷの温度が５５０℃の場合には銅の汚染量が増加し、ウエハＷの温度が６１０℃の場合には、更に銅の汚染量が増加し、４２０℃の場合の１００倍以上となっていることが示されている。
このように、コーティング時の温度と成膜プロセス時の温度が等しい場合には、銅の汚染量は比較的低く抑制することができるが、コーティング時の温度よりも成膜プロセス時の温度が高いと、銅の汚染量が増加することが分かる。
図８は、高温成膜におけるＴｉＮ膜の特性の変化を示した図である。図８において、４０ｎｍの膜厚のＴｉＮ膜と、１００ｎｍの膜厚のＴｉＮ膜の表面のＳＥＭ（走査型顕微鏡、Scanning Electron Microscope）写真が、ウエハＷの設定温度別に示されている。膜厚１００ｎｍにおける４２０℃と５５０℃のＴｉＮ膜の表面を比較すると、明らかに５５０℃のＴｉＮ膜の粒径の方が大きく、４０ｎｍにおける５５０℃と６１０℃のＴｉＮ膜の表面を比較しても、６１０℃のＴｉＮ膜の粒径の方が大きいことが示されている。
このように、同じ膜厚では、温度が高い成膜プロセスの方が、ＴｉＮ膜の粒径が大きくなることが分かる。
図９は、成膜プロセス時のウエハ温度に対する膜密度の関係を示した図である。図９において、ウエハ温度（℃）に対する膜密度（ｇ／ｃｍ３）の関係を、ＸＲＲ（Ｘ線反射法、X-ray Reflectivity）により測定した結果が示されている。図９に示されるように、ＴｉＮ膜は、ウエハ温度が高い程、膜密度は高くなる特性を有することが分かる。
図１０は、成膜プロセス時のウエハ温度に対する塩素濃度の関係を示した図である。図１０において、ウエハ温度（℃）に対する塩素濃度（ａｔｏｍ％）の関係を、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計、Secondary Ion-Microscope Mass Spectrometer）により測定した結果が示されている。図１０に示されるように、ＴｉＮ膜は、ウエハ温度が高い程、塩素濃度が低下することが示されている。これは、ＴｉＮ膜を成膜する際、原料ガスとしてＴｉＣｌ４及びＮＨ３が用いられるが、ＴｉＮ膜の純度が高ければ、原料ガスのＣｌはＴｉＮ膜中にあまり残らない筈であるので、ウエハ温度を高くする程、ＴｉＮ膜の純度が上がり、従って高純度（≒高密度）の膜が得られることを示している。
このように、図８乃至図１０に示したように、高温条件下で成膜プロセスを行うと、ＴｉＮ膜のＴｉＮ分子の粒径を大きくし、高密度かつ高純度のＴｉＮ膜を得ることができることが分かる。
図１１は、高温条件下の成膜プロセスで得られた粒径の大きい膜を用いて、金属汚染を防止できる原理を説明するための図である。図１１（Ａ）は、粒径の大きい膜の断面構成の一例を示した図であり、図１１（Ｂ）は、粒径の小さい膜の断面構成の一例を示した図である。
図１１（Ａ）において、膜Ｆ１の中に存在する分子粒Ｇ１が示されているが、分子粒Ｇ１の粒径が大きいため、金属の拡散ルートＲ１は分子粒Ｇ１で塞がれ、極めて狭いものとなっていることが分かる。
一方、図１１（Ｂ）において、膜Ｆ２の中に存在する分子粒Ｇ２が示されているが、分子粒Ｇ２の粒径が小さいため、金属の拡散ルートＲ２が広くなり、汚染金属Ｍｃが拡散ルートＲ２を通過してしまう。
このように、分子粒Ｇ１の粒径を大きくすることにより、金属の拡散ルートＲ１を塞ぎ、汚染金属Ｍｃの通過を阻止することができる。そして、このような粒径の大きい膜をコーティング工程において成膜し、チャンバ１の内面、回転テーブル２及びその他のチャンバ１内の金属部品の表面上に膜を形成することにより、上述のチャンバ１の内面、回転テーブル２及びその他のチャンバ１内の金属部品の表面上に、汚染金属Ｍｃの通過を阻むコーティング膜を被覆することができる。そして、この状態でウエハＷを導入し、ウエハＷ上に成膜を行うことにより、成膜プロセス時には、コーティング膜の存在により、汚染金属Ｍｃの析出及び浮遊を抑制することができる。よって、コーティング工程においては、プロセス工程時のウエハ温度よりも高い温度、又は少なくともプロセス工程時のウエハ温度と同じ温度に凹部２４の温度を設定し、成膜プロセス時に発生するであろう汚染金属Ｍｃの拡散を抑制することができる粒径を有するコーティング膜を成膜し、金属汚染を抑制する。
以上、説明したように、本実施形態に係る成膜方法によれば、成膜プロセスの前に、金属汚染を抑制し得るコーティング膜を成膜し、次いで成膜プロセスを実施することにより、金属汚染の少ない成膜を行うことができる。
なお、コーティング工程では、回転テーブル２上にウエハＷを載置しないため、ウエハＷに近い位置として、凹部２４の温度を基準として設定しているが、コーティング工程における設定温度と、プロセス工程における設定温度は、ウエハＷを基準として換算設定できれば、どの地点に温度センサを設けてもよい。
〔実施例１〕
図１２は、本実施形態に係る成膜方法を実施した実施例１に係る成膜方法の実施結果を示した図である。なお、実施例１においても、上述の本実施形態に係る成膜装置を用いた。実施例１においては、コーティング工程における設定温度と、プロセス工程における設定温度を種々変更してＴｉＮ膜の成膜を行い、各々の場合について、ＴｉＮ膜のウエハ表面側（上面側）の銅汚染量を測定した。
図１２において、横軸にコーティング工程の設定温度（℃）、縦軸に銅汚染量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）が示されている。コーティング膜の成膜温度のパラメータは、４２０℃、５５０℃、６１０℃であり、プロセス工程の設定温度のパラメータは、５５０℃、６００℃、６１０℃である。
コーティング工程の設定温度が４２０℃の場合、プロセス工程の設定温度が５５０℃、６００℃、６１０℃のいずれの場合も、銅汚染量をあまり抑制することができなかった。但し、その中でも、プロセス工程の設定温度が５５０℃の場合には、コーティング工程の設定温度の４２０℃と比較的近いため、ある程度、銅汚染量を抑制することができたが、プロセス工程の設定温度が６００℃、６１０℃の場合には、銅汚染量が多いという結果となった。
コーティング工程の設定温度が５５０℃で、プロセス工程の設定温度がコーティング工程の設定温度と等しい５５０℃の場合には、銅汚染量をかなり抑制することができた。しなしながら、プロセス工程の設定温度がコーティング工程の設定温度よりも高い６００℃、６１０℃の場合には、５５０℃の場合よりも銅汚染量が多くなり、優れた抑制効果は得られなかった。
コーティング工程の設定温度が６１０℃の場合、プロセス工程の設定温度は総てコーティング工程の設定温度以下となるが、この場合には、銅汚染は全く検出されず、銅汚染量はゼロであった。
このように、実施例１に係る成膜方法によれば、プロセス工程の設定温度を、コーティチング工程の設定温度と等しいか、それよりも小さくすることにより、銅汚染量を低減することができる。
なお、本実施例において、種々の汚染金属のうち、銅の汚染量を測定したのは、銅は拡散する性質があり、ＴｉＮ膜等の絶縁膜中に含まれると、その影響が大きくなってしまう傾向があり、成膜を行う業者が重要視している特性項目の１つであるからである。
〔実施例２〕
図１３は、本実施形態に係る成膜方法を実施した実施例２に係る成膜方法の実施結果を示した図である。なお、実施例１においても、上述の本実施形態に係る成膜装置を用いた。実施例２においては、コーティング工程における設定温度と、プロセス工程における設定温度を種々変更してＴｉＮ膜の成膜を行い、各々の場合について、ＴｉＮ膜のウエハ表面側（上面側）の銅以外の金属を含めた金属汚染量を測定した。また、実施例２においては、コーティング工程の設定温度のパラメータは４２０℃、６１０℃であり、プロセス工程の設定温度のパラメータは５５０℃（図１３中左側）、６１０℃（図１３中右側）である。また、図１３において、横軸にコーティング工程及びプロセス工程の設定温度（℃）、縦軸に金属汚染量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）が示されている。
図１３中左側に示されるように、プロセス工程の設定温度が５５０℃で、コーティング工程の設定温度が４２０℃の場合には、ＣｒとＮｉについては、金属汚染量は検出されなかったが、それ以外の元素のＬｉ、Ｎａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎについては、多くの金属汚染量が検出された。一方、プロセス工程の設定温度が５５０℃で、コーティング工程の設定温度が６１０℃のときには、Ｃｕ以外の金属元素の金属汚染量は検出されなかった。よって、コーティング工程の設定温度が６１０℃であり、プロセス工程の設定温度が５５０℃でコーティング工程の設定温度より低い場合には、金属汚染を低減させることができた。
また、図１３中右側に示されるように、プロセス工程の設定温度が６１０℃で、コーティング工程の設定温度が４２０℃の場合には、Ｃｒ及びＮｉについては、金属汚染量は検出されなかったが、それ以外の元素のＬｉ、Ｎａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎについては、多くの金属汚染量が検出された。一方、プロセス工程の設定温度が６１０℃で、コーティング工程の設定温度が６１０℃のときには、Ｎａ、Ａｌ以外の金属元素の金属汚染量は検出されなかった。よって、コーティング工程の設定温度が６１０℃であり、プロセス工程の設定温度が６１０℃でコーティング工程の設定温度と等しい場合には、金属汚染を低減させることができた。
このように、実施例１、２に示したように、本実施形態に係る成膜方法によれば、銅を含む種々の金属元素について、ＴｉＮ膜中に含まれる金属汚染量を低減することができる。
なお、本実施形態及び実施例１、２に係る成膜方法においては、ＴｉＮ膜の成膜時に本発明に係る成膜方法を適用する例を挙げて説明したが、コーティング工程において所定の設定温度で粒径の大きい膜を成膜し、プロセス工程でコーティング工程における設定温度以下でウエハＷの表面上に成膜を行うようにする内容は、種々の膜を成膜するプロセスに利用することができる。よって、本発明に係る成膜方法は、ＴｉＮ膜の成膜時のみならず、他の膜の成膜時にも適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
１ チャンバ
２ 回転テーブル
４ 凸状部
１１ 天板
１２ 容器本体
１５ 搬送口
２４ 凹部（ウエハ載置部）
３１、３２ 反応ガスノズル
４１、４２ 分離ガスノズル
Ｄ 分離領域
Ｐ１ 第１の処理領域
Ｐ２ 第２の処理領域
Ｈ 分離空間
Ｗ ウエハ

Claims (7)

  1. チャンバ内に設けられ、基板載置部に基板を載置可能な回転テーブルを回転させることにより、ＴｉＣｌ４を供給する第１の処理領域及びＮＨ３を供給する第２の処理領域を通過させ、ＡＬＤ法によりＴｉＮ膜の成膜を行う成膜方法であって、
    前記基板載置部に前記基板を載置せずに前記回転テーブルを回転させ、前記基板載置部を所定温度にした状態で前記回転テーブル上に前記ＴｉＮ膜の成膜を、総ての箇所が非透過状態となる膜厚まで成膜可能な所定時間行うコーティング工程と、
    前記基板載置部に前記基板を載置して前記回転テーブルを回転させ、前記基板載置部又は前記基板を前記所定温度以下の所定の成膜温度にした状態で前記基板上に前記ＴｉＮ膜の成膜を行うプロセス工程と、を有し、
    前記所定温度は、前記ＴｉＮ膜中の塩素濃度を低下させ、ＴｉＮ分子の粒径を大きくして金属の拡散ルートを塞ぐことが可能な温度である６００℃又は６１０℃に設定され、前記コーティング工程で、前記金属の拡散ルートを塞ぐことが可能な粒径を有するＴｉＮ分子を有する前記ＴｉＮ膜を前記回転テーブル上に成膜し、
    前記プロセス工程において、前記所定の成膜温度を３００℃、４２０℃又は５５０℃に設定して前記基板上に前記ＴｉＮ膜を成膜する成膜方法。
  2. 前記所定温度は、６００℃以上の温度に設定された請求項１に記載の成膜方法。
  3. 前記所定温度は、前記回転テーブルに設けられたヒータにより設定される請求項１又は２に記載の成膜方法。
  4. 前記第１の処理領域と前記第２の処理領域との間に分離領域を通過させ、不活性ガスを供給する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
  5. 前記分離領域は、前記回転テーブルの回転方向に沿って前記第１の処理領域と前記第２の処理領域との間に設けられ、
    前記不活性ガスが、前記回転テーブルに対して形成される、前記第１及び第２の処理領域の天井面よりも低い天井面と、前記回転テーブルとの間の空間から前記回転テーブルに対して供給される、請求項４に記載の成膜方法。
  6. 前記チャンバ及び前記回転テーブルは、複数種類の金属を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成膜方法。
  7. 前記複数種類の金属は、少なくとも銅を含む請求項６に記載の成膜方法。
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