KR20130075696A - 성막 방법 - Google Patents

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KR20130075696A
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KR1020120153220A
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겐타로오 오시모
마사토 고아쿠츠
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

진공 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블의 기판 적재부에 기판을 적재하는 스텝과, 상기 회전 테이블을 회전시킴으로써, 당해 회전 테이블에 적재되는 상기 기판을, 티탄 함유 가스와, 상기 티탄 함유 가스와 반응하는 질소 함유 가스에 교대로 노출시켜, 상기 기판 상에 질화 티탄을 성막하는 스텝과, 상기 질화 티탄이 성막된 상기 기판을, 상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝을 포함하고, 상기 성막하는 스텝과 상기 노출시키는 스텝이 반복되는 성막 방법.

Description

성막 방법{FILM FORMING METHOD}
본 출원은 2011년 12월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-285849호에 기초하며 그로부터 우선권을 주장하고, 그 전체 내용이 참고로써 본 명세서에 포함되어 있다.
본 발명은, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스에 순서대로 기판을 노출시킴으로써, 반응 생성물에 의한 막을 성막하는 성막 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리의 고집적화에 수반하여, 금속 산화물 등의 고유전체 재료를 유전체층으로서 사용하는 캐패시터가 다용되고 있다. 이러한 캐패시터의 전극은, 비교적 큰 일 함수를 갖는 예를 들어 질화 티탄(TiN)에 의해 형성되어 있다.
TiN 전극의 형성은, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 예를 들어 염화 티탄(TiCl4)과 암모니아(NH3)를 원료 가스로서 사용하는 화학 기상 성막(CVD)법에 의해, 고유전체층 상에 TiN을 성막하고, 패턴화함으로써 행해진다.
그런데 TiN막의 성막은, 캐패시터의 리크 전류의 저감의 관점에서, 400℃ 이하의 성막 온도에서 행해진다. 그러나 예를 들어 300℃의 성막 온도에서 TiN막을 성막하면, 저항률이 높아진다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 제4583764호
본 발명은, 상술한 사정에 비추어 이루어지고, TiN의 저항률의 저감이 가능한 성막 방법을 제공한다.
본 발명의 형태에 따르면, 진공 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블의 기판 적재부에 기판을 적재하는 스텝과, 상기 회전 테이블을 회전시킴으로써, 당해 회전 테이블에 적재되는 상기 기판을, 티탄 함유 가스와, 상기 티탄 함유 가스와 반응하는 질소 함유 가스에 교대로 노출시켜, 상기 기판 상에 질화 티탄을 성막하는 스텝과, 상기 질화 티탄이 성막된 상기 기판을, 상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝을 포함하고, 상기 성막하는 스텝과 상기 노출시키는 스텝이 반복되는 성막 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 판독할 때 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해 질 것이다.
도 1은 실시 형태에 의한 성막 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치를 도시하는 개략도.
도 2는 도 1의 성막 장치의 사시도.
도 3은 도 1의 성막 장치의 진공 용기 내의 구성을 나타내는 개략 평면도.
도 4는 도 1의 성막 장치의 진공 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블의 동심원을 따른, 당해 진공 용기의 개략 단면도.
도 5는 도 1의 성막 장치의 다른 개략 단면도.
도 6은 실시 형태에 의한 성막 방법을 나타내는 흐름도.
도 7은 실시예의 결과를 나타내는 그래프.
도 8은 실시예의 결과를 나타내는 그래프.
도 9a 및 도 9b는 실시예의 결과를 나타내는 그래프.
도 10은 실시 형태에 의한 성막 방법에 있어서 기판에 노출되는 가스의 시퀀스를 나타내는 도면.
도 11은 실시 형태에 의한 TiN막의 프로세스 레시피의 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이 아닌 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 첨부된 전 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은, 부재 혹은 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서, 구체적인 치수는, 이하의 한정적이 아닌 실시 형태에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 하는 것이다.
(성막 장치)
우선, 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치에 대해 설명한다.
도 1은 성막 장치(1)의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
성막 장치(1)는, 진공 용기(10)와, 회전 테이블(2)과, 히터 유닛(7)과, 케이스체(20)와, 코어부(21)와, 회전축(22)과, 구동부(23)를 포함한다. 진공 용기(10)는, 대략 원형의 평면 형상을 갖는다. 진공 용기(10)는, 바닥이 있는 원통 형상을 갖는 용기 본체(12)와, 용기 본체(12)의 상면에 배치되는 천장판(11)을 갖는다. 천장판(11)은, 예를 들어 O링 등의 시일 부재(13)(도 1)를 통해 기밀하게 착탈 가능하도록 용기 본체(12) 상에 배치된다.
회전 테이블(2)은, 진공 용기(10) 내에 설치되고, 진공 용기(10)의 중심에 회전 중심을 갖는다. 회전 테이블(2)은, 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되어 있다. 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단부에 고정되어 있다. 회전축(22)은 진공 용기(10)의 저부(14)를 관통하고, 그 하단부가 회전축(22)(도 1)을 연직축 주위로 회전시키는 구동부(23)에 장착되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개방된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수용되어 있다. 케이스체(20)는, 그 상면에 설치된 플랜지 부분이 진공 용기(10)의 저부(14)의 하면에 기밀하게 장착되고, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리된다.
도 2 및 도 3은 진공 용기(10) 내의 구조를 설명하는 도면이다. 설명의 편의상, 천장판(11)의 도시를 생략하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 표면에는, 도면 중 화살표 A로 나타내는 회전 방향(둘레 방향)을 따라 복수(도시의 예에서는 5매)의 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라 함)(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 형성되어 있다. 또한 도 3에는 편의상 1개의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 도시한다. 이 오목부(24)는, 웨이퍼(W)의 직경(예를 들어 300㎜)보다도 근소하게 예를 들어 4㎜ 큰 내경과, 웨이퍼(W)의 두께에 대략 동등한 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 오목부(24)에 적재하면, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역]이 동일한 높이로 된다.
오목부(24)의 저면에는, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한 예를 들어 3개의 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(모두 도시하지 않음)이 형성되어 있다.
회전 테이블(2)의 상방에는, 각각 예를 들어 석영으로 이루어지는 반응 가스 노즐(31), 반응 가스 노즐(32) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 진공 용기(10)의 둘레 방향으로 간격을 두고, 반송구(15)(후술)로부터 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로 분리 가스 노즐(41), 반응 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42) 및 반응 가스 노즐(32)의 순서로 배열되어 있다. 이들 노즐(31, 32, 41 및 42)은, 각각의 기단부인 가스 도입 포트(31a, 32a, 41a 및 42a)(도 3)를 용기 본체(12)의 외주벽에 고정함으로써, 진공 용기(10)의 외주벽으로부터 진공 용기(10) 내에 도입되고, 용기 본체(12)의 반경 방향을 따라 회전 테이블(2)에 대하여 평행하게 신장되도록 장착되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 TiN막을 형성한다. 그로 인해, 본 실시 형태에 있어서, 반응 가스 노즐(31)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해, 염화 티탄(TiCl4) 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 반응 가스 노즐(32)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해, 암모니아의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 모두 도시하지 않은 배관 및 유량 제어 밸브 등을 통해, 분리 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스로서는, 헬륨(He)이나 아르곤(Ar) 등의 희가스나 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, N2 가스를 사용하는 것으로 한다.
반응 가스 노즐(31, 32)에는, 회전 테이블(2)을 향해 개방되는 복수의 가스 토출 구멍(33)(도 4 참조)이, 반응 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10㎜의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31)의 하방 영역은, TiCl4 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)으로 된다. 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 제1 처리 영역(P1)에 있어서 웨이퍼(W)에 흡착된 TiCl4 가스를 질화시키는 제2 처리 영역(P2)으로 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 진공 용기(10) 내에는 2개의 볼록 형상부(4)가 형성되어 있다. 볼록 형상부(4)는, 정상부가 원호 형상으로 절단된 대략 부채형의 평면 형상을 갖고, 본 실시 형태에 있어서는, 내원호가 돌출부(5)(후술)에 연결되고, 외원호가, 진공 용기(10)의 용기 본체(12)의 내주면을 따르도록 배치되어 있다. 볼록 형상부(4)는, 분리 가스 노즐(41, 42)과 함께 분리 영역(D)을 구성하므로, 후술하는 바와 같이, 회전 테이블(2)을 향해 돌출되도록 천장판(11)의 이면에 장착되어 있다.
도 4는 반응 가스 노즐(31)로부터 반응 가스 노즐(32)까지 회전 테이블(2)의 동심원을 따른 진공 용기(10)의 단면을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 천장판(11)의 이면에 볼록 형상부(4)가 장착되어 있다. 이로 인해, 진공 용기(10) 내에는, 볼록 형상부(4)의 하면인 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)과, 이 천장면(44)의 둘레 방향 양측에 위치하는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 존재한다.
또한, 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)에는 둘레 방향 중앙에 있어서 홈부(43)가 형성되어 있고, 홈부(43)는, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라 연장되어 있다. 홈부(43)에는, 분리 가스 노즐(42)이 수용되어 있다. 다른 하나의 볼록 형상부(4)에도 마찬가지로 홈부(43)가 형성되고, 여기에 분리 가스 노즐(41)이 수용되어 있다. 또한, 높은 천장면(45)의 하방의 공간에 반응 가스 노즐(31, 32)이 각각 설치되어 있다. 이들 반응 가스 노즐(31, 32)은, 천장면(45)으로부터 이격되어 웨이퍼(W)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 4에 도시하는 바와 같이, 반응 가스 노즐(31)이 설치되는, 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 481로 나타내고, 반응 가스 노즐(32)이 설치되는, 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 482로 나타낸다.
또한, 볼록 형상부(4)의 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐(41, 42)에는, 회전 테이블(2)을 향해 개방되는 복수의 가스 토출 구멍(42h)(도 4 참조)이, 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10㎜의 간격으로 배열되어 있다.
천장면(44)은, 협애한 공간인 분리 공간(H)을 회전 테이블(2)에 대하여 형성하고 있다. 분리 가스 노즐(42)의 토출 구멍(42h)으로부터 N2 가스가 공급되면, 이 N2 가스는, 분리 공간(H)을 통해 공간(481) 및 공간(482)을 향해 흐른다. 이때, 분리 공간(H)의 용적은 공간(481 및 482)의 용적보다도 작으므로, N2 가스에 의해 분리 공간(H)의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 할 수 있다. 즉, 공간(481 및 482)의 사이에 압력이 높은 분리 공간(H)이 형성된다. 또한, 분리 공간(H)으로부터 공간(481 및 482)으로 흘러나오는 N2 가스가, 제1 영역(P1)으로부터의 TiCl4 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 NH3 가스에 대한 카운터 플로우로서 작용한다. 따라서, 제1 영역(P1)으로부터의 TiCl4 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 NH3 가스가 분리 공간(H)에 의해 분리된다. 따라서, 진공 용기(10) 내에 있어서 TiCl4 가스와 NH3 가스가 혼합되고, 반응하는 것이 억제된다.
또한, 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이 h1은, 성막 시의 진공 용기(10) 내의 압력, 회전 테이블(2)의 회전 속도, 공급하는 분리 가스(N2 가스)의 공급량 등을 고려하고, 분리 공간(H)의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 하는 데 적합한 높이로 설정하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 천장판(11)의 하면에는, 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)의 외주를 둘러싸는 돌출부(5)가 형성되어 있다. 이 돌출부(5)는, 본 실시 형태에 있어서는, 볼록 형상부(4)에 있어서의 회전 중심측의 부위와 연속하고 있고, 그 하면이 천장면(44)과 동일한 높이에 형성되어 있다.
도 1은 도 3의 I―I'선을 따른 단면도이며, 천장면(45)이 설치되어 있는 영역을 도시하고 있다. 한편, 도 5는 천장면(44)이 설치되어 있는 영역을 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부[진공 용기(10)의 외측 테두리측의 부위]에는, 회전 테이블(2)의 외측 단부면에 대향하도록 L자형으로 굴곡하는 굴곡부(46)가 형성되어 있다. 이 굴곡부(46)는, 볼록 형상부(4)와 마찬가지로, 분리 영역(D)의 양측으로부터 반응 가스가 침입하는 것을 억제하여, 양 반응 가스의 혼합을 억제한다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 형성되고, 천장판(11)을 용기 본체(12)로부터 제거할 수 있도록 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12) 사이에는 근소하게 간극이 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외측 단부면의 간극 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이와 마찬가지의 치수로 설정되어 있다.
용기 본체(12)의 내주벽은, 분리 영역(D)에 있어서는 도 4에 도시하는 바와 같이 굴곡부(46)의 외주면과 접근하여 수직면으로 형성되어 있지만, 분리 영역(D) 이외의 부위에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 예를 들어 회전 테이블(2)의 외측 단부면과 대향하는 부위로부터 저부(14)에 걸쳐 외측으로 우묵하게 들어가 있다. 이하, 설명의 편의상, 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는 우묵하게 들어간 부분을 배기 영역이라 기재한다. 구체적으로는, 제1 처리 영역(P1)에 연통되는 배기 영역을 제1 배기 영역(E1)이라 기재하고, 제2 처리 영역(P2)에 연통되는 영역을 제2 배기 영역(E2)이라 기재한다. 이들 제1 배기 영역(E1) 및 제2 배기 영역(E2)의 저부에는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 각각, 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)가 형성되어 있다. 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 각각 배기관(630)을 통해 진공 배기 수단인 예를 들어 진공 펌프(640)에 접속되어 있다. 또한 도 1 중, 참조 부호 650은 압력 제어기이다.
회전 테이블(2)과 진공 용기(10)의 저부(14) 사이의 공간에는, 도 1 및 도 5에 도시하는 바와 같이 가열 수단인 히터 유닛(7)이 설치되고, 회전 테이블(2)을 통해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가, 프로세스 레시피로 결정된 온도(예를 들어 400℃)로 가열된다. 회전 테이블(2)의 주연 부근의 하방측에는, 회전 테이블(2)의 상방 공간으로부터 배기 영역(E1, E2)에 이르기까지의 분위기와 히터 유닛(7)이 놓여져 있는 분위기를 구획하여 회전 테이블(2)의 하방 영역으로의 가스의 침입을 억제하기 위해, 링 형상의 커버 부재(71)가 설치되어 있다(도 5).
이 커버 부재(71)는, 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 및 외측 테두리부보다도 외주측을 하방측으로부터 면하도록 설치된 내측 부재(71a)와, 이 내측 부재(71a)와 진공 용기(10)의 내벽면 사이에 설치된 외측 부재(71b)를 구비하고 있다. 외측 부재(71b)는, 분리 영역(D)에 있어서 볼록 형상부(4)의 외측 테두리부에 형성된 굴곡부(46)의 하방에서, 굴곡부(46)와 근접하여 설치되고, 내측 부재(71a)는, 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 하방(및 외측 테두리부보다도 근소하게 외측의 부분의 하방)에 있어서, 히터 유닛(7)을 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸고 있다.
히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심 부근의 부위에 있어서의 저부(14)는, 회전 테이블(2)의 하면의 중심부 부근에 있어서의 코어부(21)에 접근하도록 상방측으로 돌출하여 돌출부(12a)를 이루고 있다. 이 돌출부(12a)와 코어부(21) 사이는 좁은 공간으로 되어 있고, 또한 저부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)의 간극이 좁게 되어 있어, 이들 좁은 공간은 케이스체(20)에 연통되어 있다. 그리고 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급하여 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한 진공 용기(10)의 저부(14)에는, 히터 유닛(7)의 하방에 있어서 둘레 방향으로 소정의 각도 간격으로, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다[도 5에는 하나의 퍼지 가스 공급관(73)을 도시함]. 또한, 히터 유닛(7)과 회전 테이블(2) 사이에는, 히터 유닛(7)이 설치된 영역으로의 가스의 침입을 억제하기 위해, 외측 부재(71b)의 내주벽[내측 부재(71a)의 상면]으로부터 돌출부(12a)의 상단부 사이를 둘레 방향에 걸쳐 덮는 덮개 부재(7a)가 설치되어 있다. 덮개 부재(7a)는 예를 들어 석영으로 제작할 수 있다.
또한, 진공 용기(10)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있어, 천장판(11)과 코어부(21) 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 이 공간(52)에 공급된 분리 가스는, 돌출부(5)와 회전 테이블(2)의 좁은 간극(50)을 통해 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역측의 표면을 따라 주연을 향해 토출된다. 공간(50)은 분리 가스에 의해 공간(481) 및 공간(482)보다도 높은 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 공간(50)에 의해, 제1 처리 영역(P1)에 공급되는 TiCl4 가스와 제2 처리 영역(P2)에 공급되는 NH3 가스가, 중심 영역(C)을 통과하여 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 공간(50)[또는 중심 영역(C)]은 분리 공간(H)[또는 분리 영역(D)]과 마찬가지로 기능할 수 있다.
또한, 진공 용기(10)의 측벽에는, 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 외부의 반송 아암(9)과 회전 테이블(2) 사이에서 기판인 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있다. 이 반송구(15)는 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐된다. 또한 회전 테이블(2)에 있어서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 아암(9)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지므로, 회전 테이블(2)의 하방측에 있어서 전달 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통하여 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 성막 장치(1)는, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(100) 및 기억부(101)를 더 포함한다. 기억부(101)는, 제어부(100)의 제어하에, 후술하는 성막 방법을 성막 장치(1)에 실시시키는 프로그램을 기억한다. 이 프로그램은 후술하는 성막 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있다. 기억부(101)는, 예를 들어 하드 디스크 등에 의해 구성할 수 있다. 기억부(101)에 기억되는 프로그램은, 예를 들어 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 매체(102)로부터, 소정의 판독 장치에 의해 기억부(101)에 판독될 수 있다.
(성막 방법)
본 실시 형태에 있어서는, 원하는 막 두께의 TiN막을 성막하기 위해, TiN막을 성막하는 스텝에 있어서 원하는 막 두께보다도 얇은 막 두께의 TiN막을 성막하는 스텝과, 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝을 반복하여 원하는 막 두께의 TiN막을 성막한다.
도 11은 실시 형태에 의한 TiN막의 프로세스 레시피의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에 있어서, 회전 테이블(2)을 회전시키면서 TiCl4 가스와 NH3 가스를 공급하여 TiN막을 성막하는 스텝을 「성막 스텝(200)」이라 하고, 회전 테이블(2)을 회전시키면서 NH3 가스를 공급하는 스텝을 「NH3 처리 스텝(202)」이라 한다.
도 11 중 (a)는, 성막 스텝(200)에서 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막한 후에, NH3 처리 스텝(202)을 행하는 예를 나타낸다. 여기서, 예를 들어 회전 테이블(2)을 소정의 회전 속도 r(회/분:rpm)로 회전시킨 경우에, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하는 데 필요로 하는 시간이 t라고 한다.
본 실시 형태에 있어서는, (a)에 도시한 바와 같이 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막한 후에 NH3 처리 스텝(202)을 행하는 것이 아니라, (b)에 도시하는 바와 같이, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하기 위한 성막 스텝(200)을 소정수 n회로 분할하고, 각 성막 스텝(200)마다 NH3 처리 스텝(202)을 행한다. 즉, 회전 테이블(2)을 소정의 회전 속도 r(회/분:rpm)로 회전시킨 경우에, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하는 경우, 각 성막 스텝(200)을 t/n 행하고, 그때마다 NH3 처리 스텝(202)을 행하는 처리를 n회(n은 2 이상의 정수) 반복한다.
바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 있어서, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하기 위해, 성막 스텝(200)에서 막 두께 d/n의 TiN막을 성막하는 스텝과, NH3 처리 스텝(202)을 n회 반복함으로써, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막한다. 이하, 「n」을 사이클수라 한다.
또한, (a)에 있어서의 NH3 처리 스텝(202)을 행하는 시간이 t'인 경우, (b)에 있어서의 각 NH3 처리 스텝(202)을 행하는 시간도 t'로 할 수 있고, 또한 (b)에 있어서의 NH3 처리 스텝(202)을 행하는 시간은 t'보다도 짧은 시간으로 해도 된다.
도 11의 (b)의 스텝을 이용하는 경우, 예를 들어 1회마다 성막되는 막 두께가 10㎚ 이하, 보다 바람직하게는 3㎚ 이하로 되도록 사이클수를 설정하면 된다.
본 발명의 실시 형태에 의한 성막 방법에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는, 상술한 성막 장치(1)를 사용하는 경우를 예로 든다. 도 6은 본 실시 형태에 있어서의 성막 수순을 나타내는 흐름도이다.
우선, 스텝 S61에 있어서 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)에 적재된다. 구체적으로는, 도시하지 않은 게이트 밸브를 개방하고, 외부로부터 반송 아암(9)(도 3)에 의해 반송구(15)(도 2 및 도 3)를 통해 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24) 내에 전달한다. 이 전달은, 오목부(24)가 반송구(15)에 면하는 위치에 정지하였을 때에 오목부(24)의 저면의 관통 구멍을 통해 진공 용기(10)의 저부측으로부터 도시하지 않은 승강 핀이 승강함으로써 행해진다. 이러한 웨이퍼(W)의 전달을, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시켜 행하고, 회전 테이블(2)의 5개의 오목부(24) 내에 각각 웨이퍼(W)를 적재한다.
계속해서 게이트 밸브를 폐쇄하고, 진공 펌프(640)에 의해 도달 가능 진공도까지 진공 용기(10) 내를 배기한 후, 스텝 S62에서, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 N2 가스를 소정의 유량으로 공급하고, 분리 가스 공급관(51) 및 퍼지 가스 공급관(72, 72)으로부터도 N2 가스를 소정의 유량으로 공급한다. 이에 수반하여, 압력 제어 수단(650)(도 1)에 의해 진공 용기(10) 내를 미리 설정한 처리 압력으로 제어한다. 이어서, 회전 테이블(2)을 시계 방향으로 예를 들어 20rpm의 회전 속도로 회전시키면서 히터 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 예를 들어 400℃로 가열한다.
이 후, 스텝 S63에 있어서, 반응 가스 노즐(31)(도 2 및 도 3)로부터 TiCl4 가스를 공급하고, 반응 가스 노즐(32)로부터 NH3 가스를 공급한다. 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 웨이퍼(W)는, 제1 처리 영역(P1), 분리 영역(D)[분리 공간(H)], 제2 처리 영역(P2) 및 분리 영역(D)[분리 공간(H)]을 이 순서로 통과해 간다(도 3 참조). 우선, 제1 처리 영역(P1)에 있어서, 반응 가스 노즐(31)로부터의 TiCl4 가스가 웨이퍼(W)에 흡착된다. 다음으로, 웨이퍼(W)가, N2 가스 분위기로 되어 있는 분리 공간(H)[분리 영역(D)]을 통과하여 제2 처리 영역(P2)에 이르면, 웨이퍼(W)에 흡착된 TiCl4 가스가, 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스와 반응하고, 웨이퍼(W)에 TiN막이 성막된다. 또한, 부생성물로서 NH4Cl이 생성되고, 이것이 기상 중에 방출되어, 분리 가스 등과 함께 배기된다. 그리고 웨이퍼(W)는, 분리 영역(D)[N2 가스 분위기의 분리 공간(H)]에 이른다. 이 처리가 성막 스텝(200)에 해당한다.
그동안, 반응 가스 노즐(31)로부터의 TiCl4 가스와, 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스의 공급이, 소정의 시간 행해졌는지 여부가 판정된다(스텝 S64). 소정의 시간은, 미리 실험 결과 등에 기초하여 결정해 둘 수 있다. 소정의 시간은, 예를 들어 도 11을 참조하여 상술한 예의 경우, 「t/n」으로 된다.
소정의 시간이 경과하고 있지 않은 경우(스텝 S64:아니오)에는, TiN막의 성막(스텝 S63)이 계속되고, 경과한 경우(스텝 S64:예)에는, 다음 스텝 S65로 진행한다.
스텝 S65에서는, 회전 테이블(2)의 회전과 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스의 공급은 계속되고, 반응 가스 노즐(31)로부터의 TiCl4 가스의 공급이 정지된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, N2 가스(분리 가스)와 NH3 가스에 순서대로 노출되게 된다. 성막된 TiN막 중에는, 미반응의 TiCl4나, TiCl4의 분해에 의해 발생한 염소(Cl)가 잔존하고 있을 가능성이 있다. 미반응의 TiCl4가 NH3 가스와 반응하여 TiN이 생성되고, 또한, 잔존하고 있는 Cl이 NH3 가스에 의해 NH4Cl로 되어 막 중으로부터 이탈한다. 이로 인해, 성막된 TiN막 중의 불순물이 저감되어, TiN막의 막질이 향상되고, 따라서 저항률을 저하시킬 수 있다. 이 처리가 NH3 처리 스텝(202)에 해당한다.
스텝 S65의 개시 후, 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스의 공급이 소정의 시간 행해졌는지 여부가 판정된다(스텝 S66). 소정의 시간은, 미리 실험 결과 등에 기초하여 결정해 둘 수 있다. 소정의 시간은, 예를 들어 도 11을 참조하여 상술한 예의 경우, 「t'」로 된다.
소정의 시간이 경과하고 있지 않은 경우(스텝 S66:아니오)에는, 스텝 S65가 계속되고, 경과한 경우(스텝 S66:예)에는, 다음 스텝 S67로 진행한다.
스텝 S67에 있어서는, 스텝 S63의 시간과 스텝 S65의 시간의 총계 시간이 소정의 시간에 도달하였는지가 판정된다. 소정의 시간에 도달하고 있지 않은 경우에는(스텝 S67:아니오), 스텝 S63으로 복귀되고, TiN이 더 성막된다. 소정의 시간에 도달한 경우에는(스텝 S67:예), NH3 가스의 공급을 정지하고, 성막을 종료한다. 스텝 S67에 있어서는, 성막 스텝(200)과 NH3 처리 스텝(202)의 처리가 소정 횟수 행해졌는지를 판단함으로써 처리의 종료를 판단해도 된다. 이 경우, 소정 횟수는, 예를 들어 도 11을 참조하여 상술한 예의 경우, 「n」으로 된다.
도 10은 실시 형태에 의한 성막 방법을 설명하는 타임차트이다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 방법에 있어서는, 웨이퍼(W)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 가스에 노출되게 된다. 즉, 웨이퍼(W)는, 성막 스텝(200)에서는 TiCl4 가스와 NH3 가스에 교대로 노출되고, NH3 처리 스텝(202)에서는 주기적으로 NH3 가스에 노출된다. TiCl4 가스 및 NH3 가스 중 어느 하나에 노출되어 있는 기간을 제외한 기간에서는, 웨이퍼(W)는, 분리 가스(N2 가스)에 노출되어 있다.
다음으로 실시예를 설명한다. 여기서, 성막 스텝과 NH3 처리 스텝에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도는 동일하다.
(제1 실시예)
우선, TiN막의 시트 저항의 회전 테이블(2)의 회전 속도에 대한 의존성과, 사이클수에 대한 의존성에 대해 조사하였다. 여기서, 사이클수는, 성막 스텝과 NH3 처리 스텝을 1사이클로 하였을 때의 사이클 반복 횟수이다. 예를 들어, 사이클수가 4인 경우에는, 성막 스텝과 NH3 처리 스텝이 교대로 4회 반복되고, 사이클수가 10인 경우에는, 성막 스텝과 NH3 처리 스텝이 교대로 10회 반복되게 된다. 또한, 본 실시예에서는, TiN막의 목표 막 두께를 10㎚로 하였으므로, 사이클수 10의 경우에 있어서의 성막 스텝의 시간은, 사이클수 4의 경우에 있어서의 성막 스텝의 시간보다도 짧게 되어 있다. 즉, 사이클수가 많을수록, 1회당 성막 스텝의 시간이 짧아진다.
본 실시예에 있어서의 주된 조건은 이하와 같다.
·회전 테이블(2)의 온도(성막 온도):300℃
·회전 테이블(2)의 회전 속도:30회/분(rpm), 240rpm
·TiCl4 가스 공급량:150sccm
·NH3 가스 공급량:15000sccm
·분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 합계 분리 가스 공급량:10000sccm
·TiN막의 목표 막 두께:10㎚
또한, 성막한 TiN막은, 그 시트 저항을 측정함으로써 평가하였다(이하의 실시예에 있어서 동일).
또한, 비교예로서, 목표 막 두께인 10㎚로 될 때까지 성막 스텝만을 행하고, 목표 막 두께의 TiN막을 웨이퍼(W) 상에 성막한 후에, 그 TiN막을 NH3 가스에 노출시킴으로써 준비한 시료에 대해서도 시트 저항을 측정하였다. 이 경우에 있어서는, 300℃뿐만 아니라, 350℃, 400℃ 및 500℃의 성막 온도에서 TiN막을 성막하였다[NH3 가스에 TiN막을 노출시킬 때의 웨이퍼(W)의 온도는 성막 온도와 동등함].
도 7은 제1 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에는, 비교예의 결과도 나타내고 있다. 비교예에 있어서는, 성막 온도를 낮게 함에 따라 비저항이 커져 가고, 성막 온도가 300℃인 경우에 있어서는, 약 1900μΩ·㎝와 같은 높은 비저항으로 되었다.
한편, 제1 실시예에 따르면, 성막 온도 300℃의 경우, 모든 시료에 있어서, 비교예의 TiN막의 비저항보다 비저항이 작게 되어 있다.
또한, 사이클수가 4인 경우와 10인 경우를 비교하면, 사이클수 10의 경우 쪽이, 시트 저항이 낮게 되어 있다. 이 결과에 대해서는, 다음 제2 실시예에 있어서 더 검토한다.
또한, 도 7로부터, 회전 테이블(2)의 회전 속도가 30rpm인 경우에는, 240rpm인 경우보다도, TiN막의 비저항이 작아지는 것을 알 수 있다. 이것은, TiN막이 NH3 가스에 노출되는 시간이, 회전 속도의 저하에 수반하여, 실질적으로 길어져, NH3 가스에 의한 TiN막의 고품위화가 진행되었기 때문이라고 생각된다.
(제2 실시예)
다음으로, 회전 테이블(2)을 회전시키면서 TiCl4 가스와 NH3 가스를 공급하는 시간 및 회전 테이블(2)을 회전시키면서 NH3 가스를 공급하는 시간이, 성막된 TiN막의 시트 저항에 부여하는 영향에 대해 조사하였다.
이 실시예에 있어서의 주된 조건은 이하와 같다.
·회전 테이블(2)의 온도(성막 온도):400℃
·회전 테이블(2)의 회전 속도:240rpm
·TiCl4 가스 공급량:150sccm
·NH3 가스 공급량:15000sccm
·분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 합계 분리 가스 공급량:10000sccm
·TiN막의 목표 막 두께:10㎚
도 8은 제2 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8에 있어서, 종축은 시트 저항을 나타내고, 횡축은 사이클수를 나타낸다. 또한, 도 8에는, NH3 처리 스텝의 시간을 5초, 30초, 60초, 120초, 300초로 바꾼 경우에 관한 결과도 나타내고 있다.
도 8을 참조하면, 사이클수가 많아질수록, 시트 저항이 저하되어 가는 것을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 사이클수가 많을수록, 성막 스텝의 시간이 짧아지고, 따라서, 1사이클 중의 성막 스텝에 있어서 성막되는 TiN막의 막 두께는 얇아진다. 즉, 사이클수가 많아질수록, NH3 처리 스텝에 있어서, 보다 얇은 TiN막이 NH3 가스에 노출되게 된다. 이로 인해, NH3 가스에 의해 TiN막의 품질이 개선되기 쉽고, 시트 저항이 보다 저하되었다고 생각할 수 있다.
또한, 도 8로부터, NH3 처리 스텝의 시간이 길어질수록, 시트 저항이 저하되는 것도 알 수 있다. 이것은, TiN막이 NH3에 긴 시간 노출되므로, TiN막의 품질이 보다 개선되었기 때문이다. 특히 NH3 처리 스텝의 시간이 120초인 경우에는, 사이클 횟수가 4 정도여도, 시트 저항이 250Ω/□(Ω/sq.)으로 되어 있어, 실용상, 충분히 낮은 시트 저항(저항률)이 얻어지고 있다.
(제3 실시예)
다음으로, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 더 바꾸어, TiN막의 시트 저항의 사이클수 의존성을 조사하였다.
도 9a는 성막 온도가 400℃인 경우이며, 회전 테이블(2)의 회전 속도가 120rpm과 240rpm일 때의 TiN막의 비저항의 사이클수 의존성을 나타내는 그래프이다. 이 경우에 있어서도, 사이클수를 1로부터 10으로 증가시키면, 비저항이 저하되는 경향이 인정된다. 또한, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 240rpm으로부터 120rpm으로 저하시킴으로써, 비저항이 크게 저하되는 것을 알 수 있다.
도 9b는 성막 온도가 300℃인 경우이며, 회전 테이블(2)의 회전 속도가 30rpm, 120rpm 및 240rpm일 때의 TiN막의 시트 저항의 사이클수 의존성을 나타내는 그래프이다. 성막 온도 400℃의 경우에 비해, 성막 온도 300℃의 경우에는, 사이클수를 늘렸을 때에, 비저항은 크게 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 성막 온도 300℃의 경우에 있어서도, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 저하시키면, TiN막의 비저항도 저하되어 가는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 성막 방법에 있어서는, 웨이퍼(W)가 적재되는 회전 테이블(2)을 회전시키면서 TiCl4 가스와 NH3 가스를 공급함으로써 웨이퍼(W) 상에 TiN막을 성막하는 성막 스텝과, 회전 테이블(2)을 회전시키면서 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상의 TiN막을 NH3 가스에 노출시키는 NH3 처리 스텝이 반복하여 행해진다. TiN막이 NH3 가스에 노출되면, TiN막 중에 잔존하고 있는 미반응의 TiCl4가 NH3 가스와 반응하거나, TiCl4의 분해에 의해 발생하고 TiN막에 잔존한 Cl이 NH3에 의해 NH4Cl로 되어 이탈하므로, TiN막이 고품위화된다. 이로 인해, TiN막의 시트 저항을 저감할 수 있다. 특히, 성막 스텝과 NH3 처리 스텝의 사이클수를 늘리면, 비교적 얇은 TiN막을 NH3 가스에 노출시킬 수 있으므로, 보다 효율적으로 TiN막을 고품위화하는 것도 가능하다.
또한, 예를 들어 뱃치식의 CVD 장치나, 낱장식의 CVD 장치에 있어서, TiN막의 성막 후에, NH3 가스만을 공급하여 NH3 처리를 행하는 경우에는, 챔버 내의 NH3 가스를 충분히 퍼지해야 한다. 이것은, TiN막의 품질이, 성막 시의 TiCl4 가스와 NH3 가스의 공급비에 영향을 받기 때문이다. 즉, NH3 처리에 사용한 NH3 가스가 챔버 내에 잔류하고 있으면, 원하는 공급비를 실현할 수 없다. 따라서 NH3 가스를 퍼지하는 스텝이 필요해져, 프로세스에 필요로 하는 시간이 길어진다고 하는 문제가 있다. 또한, 성막 시간을 짧게 하면, 퍼지 스텝의 횟수도 많아져, 보다 긴 시간이 걸린다고 하는 문제도 있다.
이에 대해, 본 실시 형태에 의한 성막 방법에 따르면, TiCl4 가스를 공급하는 반응 가스 노즐(31)에 대하여, 회전 테이블(2)의 회전 방향으로 이격된 반응 가스 노즐(32)로부터 NH3 가스가 공급되므로, 웨이퍼(W)는, NH3 가스가 없는 분위기에서 TiCl4 가스에 노출된다. 또한, 상술한, 본 실시 형태에 의한 성막 방법을 실시하는 데 적합한 성막 장치에 있어서는, 반응 가스 노즐(31)과 반응 가스 노즐(32) 사이에는, 회전 테이블(2)에 대하여 낮은 천장면(44)을 제공하는 볼록 형상부(4)가 형성되고, 또한, 회전 테이블(2)과 천장면(44) 사이의 공간에 분리 가스가 흐르고 있으므로, TiCl4 가스와 NH3 가스를 충분히 분리할 수 있다. 따라서, NH3 처리 스텝(S65) 후에, NH3 가스를 퍼지하는 일 없이 성막 스텝(S63)을 행할 수 있다. 즉, NH3 가스 퍼지 스텝은 불필요해져, 프로세스의 장시간화를 회피할 수 있다.
또한, 뱃치식의 ALD 장치에 있어서도 NH3 가스 퍼지 스텝이 필요해진다. 또한, 가령 뱃치식의 ALD 장치에 있어서 본 실시 형태에 의한 성막 방법을 실시하는 경우에는, 성막 스텝을 짧게 하려고 하면, 성막 시의 TiCl4 가스의 퍼지나, NH3 가스의 퍼지의 횟수도 증대되므로, 프로세스의 장시간화가 문제로 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의한 성막 방법에 따르면, 약 300℃라고 하는 낮은 성막 온도에 있어서도 TiN막의 시트 저항을 저하시킬 수 있고, 프로세스의 장시간화를 회피할 수 있는 것과 같은 이점이 제공된다.
이상, 실시 형태를 참조하면서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 일 없이, 첨부된 특허청구범위에 비추어, 다양하게 변형 또는 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, NH3 가스를 공급하는 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향 하류측에, 반응 가스 노즐(32)과 동일한 구성을 갖는 반응 가스 노즐(92)을 설치하고, 이곳으로부터 NH3 가스를 공급하는 스텝을 마련해도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 보다 높은 농도로 NH3 가스에 노출시키는 것이 가능해지고, 성막된 TiN막의 품질의 향상(저항률의 저하)이 도모된다. 또한, 반응 가스 노즐(92)로부터의 NH3 가스의 공급은, 반응 가스 노즐(31)로부터 TiCl4 가스를 공급하고 있지 않을 때에만 행해도 되고, TiCl4 가스를 공급하고 있을 때에 행해도 된다. 또한, 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스의 유량과, 반응 가스 노즐(92)로부터의 NH3 가스의 유량은, 동일해도 되고, 반응 가스 노즐(92)로부터의 NH3 가스의 유량을 반응 가스 노즐(32)로부터의 NH3 가스의 유량보다도 크게 해도 된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시하는 반응 가스 노즐(92)은, 반응 가스 노즐(31, 32)과 마찬가지로, 도입 포트(92a)를 용기 본체(12)의 측벽에 고정함으로써, 진공 용기(10) 내에 있어서, 회전 테이블(2)과 대략 평행하게 연장되어 있다.
또한, 반응 가스 노즐(31)로부터 공급되는 가스(티탄 함유 가스)로서는, TiCl4 가스에 한정하지 않고, 예를 들어 티탄을 포함하는 유기 소스 등을 사용해도 된다. 또한, 반응 가스 노즐(32)로부터 공급되는 가스(질소 함유 가스)로서는, 암모니아 가스에 한정하지 않고, 예를 들어 모노메틸히드라진 등을 사용해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에 있어서는, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하기 위해, 성막 스텝(200)에서 막 두께 d/n의 TiN막을 성막하는 스텝과, NH3 처리 스텝(202)을 n회 반복함으로써, 원하는 막 두께 d의 TiN막을 성막하는 예를 나타냈다. 그러나 각 성막 스텝(200)에서 동일한 막 두께의 TiN막을 성막하는 것이 아니라, 각 성막 스텝(200)마다 다른 막 두께의 TiN막을 성막하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 먼저 성막하는 TiN막에 대해서는, 후속하여 다수회의 NH3 처리 스텝(202)이 행해지게 되므로, NH3 처리 스텝(202)에 의한 어닐 효과가 높아져 있을 가능성이 있다. 그로 인해, 예를 들어 먼저 성막하는 TiN막의 막 두께는 두껍게 하고, 조금씩, 성막하는 TiN막의 막 두께를 얇게 하도록 할 수도 있다. 어떻게 하든, 최종적으로 원하는 막 두께의 TiN막이 얻어지도록 각 회에서 성막하는 TiN막의 막 두께를 제어하면 된다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, TiN의 저항률의 저감이 가능한 성막 방법이 제공된다.

Claims (9)

  1. 기판 적재부를 갖고, 진공 용기 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 회전시킴으로써, 당해 회전 테이블의 상기 기판 적재부에 적재된 기판을, 티탄 함유 가스와, 상기 티탄 함유 가스와 반응하는 질소 함유 가스에 교대로 노출시켜, 상기 기판 상에 질화 티탄을 성막하는 스텝과,
    상기 질화 티탄이 성막된 상기 기판을, 상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝을 포함하고, 상기 성막하는 스텝과 상기 노출시키는 스텝을 반복하여 원하는 막 두께의 질화 티탄을 성막하는, 성막 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성막하는 스텝에 있어서,
    상기 기판이, 상기 티탄 함유 가스와 상기 질소 함유 가스에 노출되는 동안에 있어서, 불활성 가스에 노출되는, 성막 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝에 있어서,
    상기 기판이, 상기 질소 함유 가스 및 불활성 가스의 순서로 노출되는, 성막 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 티탄 함유 가스가 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되고,
    상기 질소 함유 가스가, 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격되는 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되는, 성막 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 티탄 함유 가스가 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되고,
    상기 질소 함유 가스가, 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격되는 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되고,
    상기 불활성 가스가, 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 있어서 상기 회전 테이블에 대하여 형성되는, 상기 제1 및 상기 제2 반응 가스 공급부가 배치되는 영역의 천장면보다도 낮은 천장면과, 상기 회전 테이블과의 사이의 공간으로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되는, 성막 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 티탄 함유 가스가 염화 티탄 가스이며, 상기 질소 함유 가스가 암모니아 가스인, 성막 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 성막하는 스텝과 상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝이 복수회 반복되고, 각 성막하는 스텝에 있어서, 상기 원하는 막 두께보다도 막 두께가 얇은 상기 질화 티탄을 성막하는, 성막 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 원하는 막 두께가 d인 경우에, 상기 성막하는 스텝에 있어서 막 두께 d/n의 상기 질화 티탄을 성막하는 스텝과,
    상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝을 n회 반복하여 상기 원하는 막 두께 d의 상기 질화 티탄을 성막하는, 성막 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 성막하는 스텝에 있어서, 상기 티탄 함유 가스가 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되는 동시에, 상기 질소 함유 가스가 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되고,
    상기 질소 함유 가스에 노출시키는 스텝에 있어서, 상기 티탄 함유 가스가 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 공급되지 않고, 상기 질소 함유 가스가 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블에 대하여 공급되는, 성막 방법.
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