成膜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成膜方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的高集成化，大多采用一種將金屬氧化物等高電介質(zhì)材料用作電介質(zhì)層的電容器。這樣的電容器的電極是由具有較大的功函數(shù)的例如氮化鈦(TiN)形成的。
[0003]形成TiN電極能夠通過(guò)這樣的方式進(jìn)行:例如，如日本特許第4583764號(hào)公報(bào)所述，利用將氯化鈦(TiCl4)和氨(NH3)用作原料氣體的化學(xué)氣相成膜(CVD)法，在高電介質(zhì)層上形成TiN膜，并進(jìn)行圖案化。
[0004]而且，也公知有基于進(jìn)行原子層或分子層級(jí)別的成膜的ALD(Atomic LayerDeposit1n，原子層沉積)法或MLD (Molecular Layer Deposit1n，分子層沉積)法的成膜方法。例如，如國(guó)際公開(kāi)W02007/058120號(hào)公報(bào)所述，公知有這樣的成膜方法:為了提高膜的臺(tái)階覆蓋性及密合性，在初期成膜步驟中，向處理室內(nèi)導(dǎo)入Ru原料氣體并使其吸附在基板上，并供給H2SNH3作為第I反應(yīng)氣體，利用ALD法進(jìn)行初期成膜，接著，作為主成膜步驟，向處理室內(nèi)導(dǎo)入Tu原料氣體并使其吸附在基板上，并供給O2作為第2反應(yīng)氣體，利用CVD法進(jìn)行成膜。
[0005]然而，近年來(lái)存在這樣的工藝:不僅需要形成那樣的TiN電極，還需要形成極薄的、例如為7nm以下的TiN的連續(xù)膜。TiN膜是經(jīng)過(guò)這樣的順序生長(zhǎng)起來(lái)的:最初在基板上分散地形成島狀的TiN膜，之后，島漸漸連起來(lái)而形成連續(xù)膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因而，就過(guò)于薄的TiN膜、例如4nm以下的TiN膜而言，有可能島相互之間未充分且連續(xù)地連起來(lái)，產(chǎn)生針孔。而且，在那樣的島漸漸連起來(lái)這樣的生長(zhǎng)過(guò)程中，存在產(chǎn)生成膜延遲的時(shí)間而導(dǎo)致生產(chǎn)率降低這樣的問(wèn)題，該成膜延遲的時(shí)間是指，在實(shí)際的成膜工序中，在開(kāi)始成膜之后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)僅形成島而未進(jìn)行膜的沉積，在經(jīng)過(guò)某一段時(shí)間之后才漸漸開(kāi)始實(shí)際的成膜。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在形成8nm以下的較薄的TiN膜時(shí)也能夠縮短成膜延遲時(shí)間、能夠可靠地形成連續(xù)膜的成膜方法。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案的成膜方法是在基板上形成TiN的連續(xù)膜的成膜方法，其中，
[0009]該成膜方法包括以下工序:
[0010]在上述基板上形成??！(^的連續(xù)膜；及
[0011]在上述1102的連續(xù)膜上形成厚度厚于上述T1 J莫的厚度的TiN的連續(xù)膜。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是表示適合于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的概略圖。
[0013]圖2是圖1的成膜裝置的立體圖。
[0014]圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的結(jié)構(gòu)的概略俯視圖。
[0015]圖4是沿著以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的同心圓的、該真空容器的概略剖視圖。
[0016]圖5是圖1的成膜裝置的另一概略剖視圖。
[0017]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的流程圖。
[0018]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例的成膜方法的實(shí)施結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在所有附圖中，對(duì)相同或相對(duì)應(yīng)的構(gòu)件或零件標(biāo)注相同或相對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說(shuō)明。而且，附圖不以表示構(gòu)件或零件之間的相對(duì)比例為目的，因而，具體的尺寸應(yīng)由本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照以下的非限定性的實(shí)施方式來(lái)決定。
[0020]成膜裝置
[0021]首先，對(duì)適合于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D1?圖3所示，該成膜裝置包括:具有大致圓形的俯視形狀的扁平的真空容器I ;及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，其設(shè)于該真空容器I內(nèi)，且在真空容器I的中心具有旋轉(zhuǎn)中心。真空容器I包括:容器主體12，其具有有底的圓筒形狀；及頂板11，其夾著例如密封圈等密封構(gòu)件13(圖1)以能夠相對(duì)于容器主體12的上表面氣密地裝卸的方式配置在容器主體12的上表面。
[0022]旋轉(zhuǎn)臺(tái)2通過(guò)中心部固定于圓筒形狀的芯部21。該芯部21固定在沿鉛垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿真空容器I的底部14，其下端安裝于驅(qū)動(dòng)部23，該驅(qū)動(dòng)部23用于使旋轉(zhuǎn)軸22 (圖1)繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸22和驅(qū)動(dòng)部23被收納在上表面開(kāi)口的筒狀的殼體20內(nèi)。設(shè)置在該殼體2的上表面的凸緣部分氣密地安裝在真空容器I的底部14的下表面，而維持殼體20的內(nèi)部氣氛與外部氣氛之間的氣密狀態(tài)。
[0023]如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面部沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有圓形狀的凹部24，該凹部24用于載置多個(gè)(在圖示的例子中為5個(gè))作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下稱作“晶圓”)W。另外，為了方便，在圖3中僅在一個(gè)凹部24中表示晶圓W。該凹部24具有比晶圓W的直徑稍大例如大4_的內(nèi)徑和與晶圓W的厚度大致相等的深度。因而，當(dāng)晶圓W被收納在凹部24時(shí)，晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(未載置晶圓W的區(qū)域)位于相同的高度。在凹部24的底面形成有貫通孔(均未圖示)，該貫通孔供用于支承晶圓W的背面并使晶圓W升降的例如三根升降銷(xiāo)貫穿。
[0024]圖2和圖3是說(shuō)明真空容器I內(nèi)的構(gòu)造的圖，為了便于說(shuō)明，省略了頂板11的圖示。如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方沿著真空容器I的周向(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向(圖3中的箭頭A))以相互空開(kāi)間隔的方式分別配置有例如由石英構(gòu)成的反應(yīng)氣體噴嘴31、反應(yīng)氣體噴嘴32、反應(yīng)氣體噴嘴33、及分離氣體噴嘴41、42。在圖示的例子中，從后述的輸送口 15開(kāi)始沿順時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向)，依次排列有分離氣體噴嘴41、反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42、反應(yīng)氣體噴嘴32及反應(yīng)氣體噴嘴33。通過(guò)將作為各噴嘴31、32、33、41、42的基端部的氣體導(dǎo)入部31a、32a、33a、41a、42a(圖3)固定在容器主體12的外周壁，將這些噴嘴31、32、33、41、42從真空容器I的外周壁導(dǎo)入真空容器I內(nèi)，這些噴嘴31、32、33、41、42沿著容器主體12的半徑方向以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2水平地延伸的方式安裝。
[0025]在本實(shí)施方式中，反應(yīng)氣體噴嘴31借助未圖示的配管及流量控制器等連接于氯化鈦(TiCl4)氣體的供給源(未圖示)。反應(yīng)氣體噴嘴32借助未圖示的配管及流量控制器等連接于氮化氣體(冊(cè)13等)的供給源(未圖示)。而且，在反應(yīng)氣體噴嘴32未供給氮化氣體的情況下，為了防止反應(yīng)氣體噴嘴32呈負(fù)壓，也可以構(gòu)成為反應(yīng)氣體噴嘴32還能夠切換連接于非活性氣體的供給源，以將氮(N2)氣等非活性氣體供給至反應(yīng)氣體噴嘴32。而且，反應(yīng)氣體噴嘴33借助未圖示的配管及流量控制器等連接于氧化氣體(02、03等)的供給源(未圖示)。而且，在反應(yīng)氣體噴嘴33未供給氧化氣體的情況下，為了防止反應(yīng)氣體噴嘴33呈負(fù)壓，也可以構(gòu)成為反應(yīng)氣體噴嘴33還能夠切換連接于氮?dú)獾墓┙o源，以將氮(N2)氣等非活性氣體供給至反應(yīng)氣體噴嘴33。分離氣體噴嘴41、42均借助未圖示的配管及流量控制閥等連接于分離氣體供給源(未圖示)。能夠?qū)⒑?He)、氬氣(Ar)等稀有氣體、氮(N2)氣等非活性氣體用作分離氣體。在本實(shí)施方式中，使用N2氣體。
[0026]朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2開(kāi)口的多個(gè)氣體噴出孔35沿著反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長(zhǎng)度方向以例如1mm的間隔排列在反應(yīng)氣體噴嘴31、32上。反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域?yàn)橛糜谑?1(:14氣體吸附在晶圓W上的第I處理區(qū)域P1。反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域?yàn)橛糜谑乖诘贗處理區(qū)域Pl中被吸附在晶圓W上的TiCl4氣體氮