(57)【要約】【課題】金属含有膜の連続性を向上する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】基板を準備する工程と、前記基板を載置するステージの温度を第１の温度に加熱し、前記基板に対して第１の原料ガスを供給して、前記基板の表面にシード層を形成する工程と、前記基板を載置するステージの温度を第２の温度に加熱し、前記シード層が形成された前記基板に対して第２の原料ガス及び第１の還元ガスを供給して、金属含有膜を成膜する工程と、を備える、基板処理方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を準備する工程と、
前記基板を載置するステージの温度を第１の温度に加熱し、前記基板に対して第１の原料ガスを供給して、前記基板の表面にシード層を形成する工程と、
前記基板を載置するステージの温度を第２の温度に加熱し、前記シード層が形成された前記基板に対して第２の原料ガス及び第１の還元ガスを供給して、金属含有膜を成膜する工程と、を備える、基板処理方法。
【請求項２】
前記シード層は、前記シード層が形成されていない前記基板の表面よりも、前記第２の原料ガスの吸着性が高い、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第１の原料ガスは、シリコン含有ガスである、
請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第１の原料ガスは、前記シード層を形成する工程の間、連続的に供給される、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記シード層を形成する工程は、
前記第１の原料ガス及び第２の還元ガスを供給して、前記基板の表面に前記シード層を形成する、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第１の原料ガス及び前記第２の還元ガスの供給は、交互に供給される、
請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第１の原料ガスは、前記第２の原料ガスよりも、前記シード層が形成されていない前記基板の表面における吸着性が高い、
請求項５または請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記第１の原料ガスは、有機金属ガスである、
請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記有機金属ガスは、Ａｌ含有ガス又はＴｉ含有ガスである、
請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記第１の還元ガスは、窒素含有ガスである、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記第１の還元ガス及び前記第２の還元ガスは、窒素含有ガスである、
請求項５乃至請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記第２の原料ガスは、前記第１の原料ガスとは異なる、
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記第２の原料ガスは、Ｔｉ含有ガスである、
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記シード層は、不連続膜である、
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
チャンバと、
基板を載置するステージと、
前記チャンバにガスを供給するガス供給部と、
前記ステージを加熱する加熱源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板を準備する工程と、
前記基板を載置する前記ステージの温度を第１の温度に加熱し、前記基板に対して第１の原料ガスを供給して、前記基板の表面にシード層を形成する工程と、
前記基板を載置する前記ステージの温度を第２の温度に加熱し、前記シード層が形成された前記基板に対して第２の原料ガス及び第１の還元ガスを供給して、金属含有膜を成膜する工程と、を実行する、基板処理装置。
【請求項１６】
複数のチャンバと、真空搬送室とを有する基板処理装置であって、
各チャンバは、
基板を載置するステージと、
前記チャンバにガスを供給するガス供給部と、
前記ステージを加熱する加熱源と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、
一のチャンバに前記基板を準備する工程と、
前記基板を載置する前記ステージの温度を第１の温度に加熱し、前記基板に対して第１の原料ガスを供給して、前記基板の表面にシード層を形成する工程と、
前記真空搬送室を介して、前記一のチャンバから他のチャンバへ大気に暴露せずに前記基板を搬送する工程と、
前記基板を載置する前記ステージの温度を第２の温度に加熱し、前記シード層が形成された前記基板に対して第２の原料ガス及び第１の還元ガスを供給して、金属含有膜を成膜する工程と、を実行する、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、３ＤＮＡＮＤのワードラインやバリアメタルとして、ＴｉＮ膜を用いることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＴｉＮ膜等を成膜する基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一の側面では、本開示は、金属含有膜の連続性を向上する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板を準備する工程と、前記基板を載置するステージの温度を第１の温度に加熱し、前記基板に対して第１の原料ガスを供給して、前記基板の表面にシード層を形成する工程と、前記基板を載置するステージの温度を第２の温度に加熱し、前記シード層が形成された前記基板に対して第２の原料ガス及び第１の還元ガスを供給して、金属含有膜を成膜する工程と、を備える、基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、金属含有膜の連続性を向上する基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るクラスタシステムの構成図。
【図２】第１実施形態に係るクラスタシステムが備えるシード層形成装置の断面模式図の一例。
【図３】本実施形態に係るクラスタシステムが備える成膜装置の断面模式図の一例。
【図４】本実施形態に係るクラスタシステムにおける動作の一例を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態の各工程における基板の状態を示す断面模式図。
【図６】第２実施形態に係るクラスタシステムが備えるシード層形成装置の断面模式図の一例。
【図７】第２実施形態の各工程における基板の状態を示す断面模式図。
【図８】金属含有膜を成膜する処理におけるＡＬＤプロセスのサイクル数とＴｉＮ膜の膜厚との関係を示すグラフ。
【図９】変形例に係る基板処理装置の断面模式図の一例。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
＜クラスタシステム＞
本実施形態に係るクラスタシステム（基板処理装置）３００について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るクラスタシステム３００の構成図である。クラスタシステム３００は、ウェハ等の基板Ｗの表面にシード層を形成し、その後、シード層が形成された基板Ｗに金属含有膜を成膜する装置である。
【００１１】
図１に示すように、クラスタシステム３００は、２つのシード層形成装置１００と、２つの成膜装置２００と、を有する。これらは、平面形状が七角形をなす真空搬送室３０１の４つの壁部にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。真空搬送室３０１内は、真空ポンプにより排気されて所定の真空度に保持される。
【００１２】
成膜装置２００は、基板Ｗに対して、原料ガスとしてのＴｉＣｌ４ガス及び還元ガスとしてのＮＨ３ガスを供給して、基板Ｗの表面に金属含有膜であるＴｉＮ膜を成膜する装置である。成膜装置２００は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）装置等により構成される。
【００１３】
シード層形成装置１００は、成膜装置２００でＴｉＮ膜を成膜する前に、基板Ｗの表面にＴｉＣｌ４の吸着を促進させるシード層を形成する装置である。
【００１４】
また、真空搬送室３０１の他の３つの壁部には、３つのロードロック室３０２がゲートバルブＧ１を介して接続されている。ロードロック室３０２を挟んで真空搬送室３０１の反対側には、大気搬送室３０３が設けられている。３つのロードロック室３０２は、ゲートバルブＧ２を介して大気搬送室３０３に接続されている。ロードロック室３０２は、大気搬送室３０３と真空搬送室３０１との間で基板Ｗを搬送する際に、大気圧と真空との間で圧力制御するものである。
【００１５】
大気搬送室３０３のロードロック室３０２取り付け壁部とは反対側の壁部には、基板Ｗを収容するキャリア（ＦＯＵＰ等）Ｃを取り付ける３つのキャリア取り付けポート３０５を有している。また、大気搬送室３０３の側壁には、基板Ｗのアライメントを行うアライメントチャンバ３０４が設けられている。大気搬送室３０３内には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。
【００１６】
真空搬送室３０１内には、搬送機構３０６が設けられている。搬送機構３０６は、シード層形成装置１００、成膜装置２００、ロードロック室３０２に対して基板Ｗを搬送する。搬送機構３０６は、独立に移動可能な２つの搬送アーム３０７ａ，３０７ｂを有していてもよい。
【００１７】
大気搬送室３０３内には、搬送機構３０８が設けられている。搬送機構３０８は、キャリアＣ、ロードロック室３０２、アライメントチャンバ３０４に対して基板Ｗを搬送するようになっている。
【００１８】
クラスタシステム３００は全体制御部３１０を有している。全体制御部３１０は、シード層形成装置１００および成膜装置２００の各構成部、真空搬送室３０１の排気機構や搬送機構３０６、ロードロック室３０２の排気機構やガス供給機構、大気搬送室３０３の搬送機構３０８、ゲートバルブＧ、Ｇ１、Ｇ２の駆動系等を制御するＣＰＵ（コンピュータ）を有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）を有している。全体制御部３１０の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、クラスタシステム３００に、所定の動作を実行させる。なお、全体制御部３１０は、後述する制御装置６（図２等参照）のような各ユニットの制御部の上位の制御部であってもよい。
【００１９】
次に、以上のように構成されるクラスタシステム３００の動作について説明する。以下の処理動作は、全体制御部３１０における記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて実行される。
【００２０】
まず、全体制御部３１０は、搬送機構３０８により大気搬送室３０３に接続されたキャリアＣから基板Ｗを取り出して、大気搬送室３０３に搬送する。全体制御部３１０は、いずれかのロードロック室３０２のゲートバルブＧ２を開け、搬送機構３０８で保持された基板Ｗをそのロードロック室３０２に搬入する。搬送機構３０８の搬送アームが大気搬送室３０３へと退避した後、全体制御部３１０は、ゲートバルブＧ２を閉じ、ロードロック室３０２内を真空排気する。なお、基板ＷをキャリアＣから基板Ｗを取り出した後、ロードロック室３０２に搬入する前に、アライメントチャンバ３０４で基板Ｗのアライメントを行う。
【００２１】
ロードロック室３０２が所定の真空度になった時点で、全体制御部３１０は、ロードロック室３０２のゲートバルブＧ１を開け、搬送機構３０６によりロードロック室３０２から基板Ｗを取り出して真空搬送室３０１に搬送する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、ゲートバルブＧ１を閉じる。
【００２２】
全体制御部３１０は、シード層形成装置１００のゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６で保持された基板Ｗをそのシード層形成装置１００に搬入する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、ゲートバルブＧを閉じ、そのシード層形成装置１００により、基板Ｗの表面にシード層を形成する処理を行う。
【００２３】
シード層の形成処理が終了後、全体制御部３１０は、シード層形成装置１００のゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６によりシード層形成装置１００から基板Ｗを取り出して真空搬送室３０１に搬送する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、シード層形成装置１００のゲートバルブＧを閉じる。
【００２４】
全体制御部３１０は、成膜装置２００のゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６で保持された基板Ｗをその成膜装置２００に搬入する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、ゲートバルブＧを閉じ、その成膜装置２００により、金属含有膜を成膜する処理を行う。
【００２５】
金属含有膜の成膜処理が終了後、全体制御部３１０は、成膜装置２００のゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６により成膜装置２００から基板Ｗを取り出して真空搬送室３０１に搬送する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、成膜装置２００のゲートバルブＧを閉じる。
【００２６】
全体制御部３１０は、いずれかのロードロック室３０２のゲートバルブＧ１を開け、搬送機構３０６で保持された基板Ｗをそのロードロック室３０２に搬入する。搬送機構３０６の搬送アームが真空搬送室３０１へと退避した後、全体制御部３１０は、ゲートバルブＧ１を閉じ、ロードロック室３０２内を大気雰囲気に戻す。
【００２７】
ロードロック室３０２が所定の大気雰囲気になった時点で、全体制御部３１０は、ロードロック室３０２のゲートバルブＧ２を開け、搬送機構３０８によりロードロック室３０２から基板Ｗを取り出して大気搬送室３０３に搬送する。搬送機構３０８の搬送アームが大気搬送室３０３へと退避した後、全体制御部３１０は、ロードロック室３０２のゲートバルブＧ２を閉じる。また、全体制御部３１０は、搬送機構３０８で保持された基板ＷをキャリアＣに戻す。
【００２８】
このように、本実施形態に係るクラスタシステム３００によれば、シード層形成装置１００で基板Ｗの表面にシード層を形成した後、真空雰囲気を維持したまま（真空を破らずに）シード層形成装置１００から成膜装置２００へと搬送し、成膜装置２００でシード層が形成された基板Ｗの表面に金属含有膜を成膜することができる。
【００２９】
＜シード層形成装置＞
次に、シード層形成装置１００の構造の一例について、図２を用いて説明する。図２は、第１実施形態に係るクラスタシステム３００が備えるシード層形成装置１００の断面模式図の一例である。
【００３０】
図２に示されるように、シード層形成装置１００は、処理容器１、基板載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、処理ガス供給機構５、制御装置６を有する。
【００３１】
処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有する。処理容器１の側壁には基板Ｗを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成され、搬入出口１１はゲートバルブ１２で開閉可能となっている。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。また、排気ダクト１３の外壁には排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。天壁１４と排気ダクト１３の間はシールリング１５で気密にシールされている。
【００３２】
基板載置台２は、処理容器１内で基板Ｗを水平に支持する。基板載置台２は、基板Ｗに対応した大きさの円板状をなし、支持部材２３に支持されている。基板載置台２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル基合金等の金属材料で構成されており、内部に基板Ｗを加熱するためのヒータ２１が埋め込まれている。ヒータ２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、基板載置台２の上面のウエハ載置面近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ２１の出力を制御することにより、基板Ｗを所定の温度に制御するようになっている。
【００３３】
基板載置台２には、ウエハ載置面の外周領域、及び基板載置台２の側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスからなるカバー部材２２が設けられている。
【００３４】
支持部材２３は、基板載置台２の底面中央から処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、その下端が昇降機構２４に接続されている。昇降機構２４により基板載置台２が支持部材２３を介して、図１で示す処理位置と、その下方の二点鎖線で示すウエハの搬送が可能な搬送位置との間で昇降可能となっている。また、支持部材２３の処理容器１の下方には、鍔部２５が取り付けられており、処理容器１の底面と鍔部２５の間には、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、基板載置台２の昇降動作にともなって伸縮するベローズ２６が設けられている。
【００３５】
処理容器１の底面近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２７が設けられている。ウエハ支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降可能になっており、搬送位置にある基板載置台２に設けられた貫通孔２ａに挿通されて基板載置台２の上面に対して突没可能となっている。このようにウエハ支持ピン２７を昇降させることにより、ウエハ搬送機構（図示せず）と基板載置台２との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
【００３６】
シャワーヘッド３は、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド３は、金属製であり、基板載置台２に対向するように設けられており、基板載置台２とほぼ同じ直径を有する。シャワーヘッド３は、処理容器１の天壁１４に固定された本体部３１と、本体部３１の下に接続されたシャワープレート３２とを有する。本体部３１とシャワープレート３２との間にはガス拡散空間３３が形成されており、ガス拡散空間３３には、本体部３１及び処理容器１の天壁１４の中央を貫通するようにガス導入孔３６が設けられている。シャワープレート３２の周縁部には下方に突出する環状突起部３４が形成され、シャワープレート３２の環状突起部３４の内側の平坦面にはガス吐出孔３５が形成されている。
【００３７】
基板載置台２が処理位置に存在した状態では、シャワープレート３２と基板載置台２との間に処理空間３７が形成され、環状突起部３４と基板載置台２のカバー部材２２の上面が近接して環状隙間３８が形成される。
【００３８】
排気部４は、処理容器１の内部を排気する。排気部４は、排気ダクト１３の排気口１３ｂに接続された排気配管４１と、排気配管４１に接続された、真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気機構４２とを備えている。処理に際しては、処理容器１内のガスはスリット１３ａを介して排気ダクト１３に至り、排気ダクト１３から排気部４の排気機構４２により排気配管４１を通って排気される。
【００３９】
処理ガス供給機構５は、原料ガス供給ラインＬ１１を有する。原料ガス供給ラインＬ１１は、シリコン含有ガス、例えば、アミノシランガスの供給源である原料ガス供給源ＧＳ１１から延び、ガス導入孔３６に接続されている。原料ガス供給ラインＬ１１には、原料ガス供給源ＧＳ１１側から順に、マスフローコントローラＭ１１、及び開閉弁Ｖ１１が設けられている。マスフローコントローラＭ１１は、原料ガス供給ラインＬ１１を流れるアミノシランガスの流量を制御する。開閉弁Ｖ１１は、アミノシランガスの供給・停止を切り替える。
【００４０】
制御装置６は、シード層形成装置１００の各部の動作を制御する。制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＡＭ等の記憶領域に格納されたレシピに従って、所望の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報が設定されている。制御情報は、例えばガス流量、圧力、温度、プロセス時間であってよい。なお、レシピ及び制御装置６が使用するプログラムは、例えばハードディスク、半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピ等は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定の位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
【００４１】
＜成膜装置＞
次に、成膜装置２００の構造の一例について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るクラスタシステム３００が備える成膜装置２００の断面模式図の一例である。
【００４２】
図３に示されるように、成膜装置２００は、処理容器１、基板載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、処理ガス供給機構５Ａ、制御装置６を有する。なお、シード層形成装置１００と重複する構成については、重複する説明を省略する。
【００４３】
処理ガス供給機構５Ａは、原料ガス供給ラインＬ１、還元ガス供給ラインＬ２、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４、第１のフラッシュパージラインＬ５、及び第２のフラッシュパージラインＬ６を有する。
【００４４】
原料ガス供給ラインＬ１は、金属含有ガス、例えば、ＴｉＣｌ４ガスの供給源である原料ガス供給源ＧＳ１から延び、合流配管Ｌ７に接続されている。合流配管Ｌ７は、ガス導入孔３６に接続されている。原料ガス供給ラインＬ１には、原料ガス供給源ＧＳ１側から順に、マスフローコントローラＭ１、バッファタンクＴ１、及び開閉弁Ｖ１が設けられている。マスフローコントローラＭ１は、原料ガス供給ラインＬ１を流れるＴｉＣｌ４ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ１は、ＴｉＣｌ４ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＴｉＣｌ４ガスを供給する。開閉弁Ｖ１は、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）プロセスの際にＴｉＣｌ４ガスの供給・停止を切り替える。
【００４５】
還元ガス供給ラインＬ２は、還元ガス（窒素含有ガス）、例えば、ＮＨ３ガスの供給源である還元ガス供給源ＧＳ２から延び、合流配管Ｌ７に接続されている。還元ガス供給ラインＬ２には、還元ガス供給源ＧＳ２側から順に、マスフローコントローラＭ２、バッファタンクＴ２、及び開閉弁Ｖ２が設けられている。マスフローコントローラＭ２は、還元ガス供給ラインＬ２を流れるＮＨ３ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ２は、ＮＨ３ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮＨ３ガスを供給する。開閉弁Ｖ２は、ＡＬＤプロセスの際にＮＨ３ガスの供給・停止を切り替える。
【００４６】
第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ３から延び、原料ガス供給ラインＬ１に接続されている。これにより、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３を介して原料ガス供給ラインＬ１側にＮ２ガスが供給される。第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３は、ＡＬＤ法による成膜中にＮ２ガスを常時供給し、ＴｉＣｌ４ガスのキャリアガスとして機能するとともに、パージガスとしての機能も有する。第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ３側から順に、マスフローコントローラＭ３、開閉弁Ｖ３、及びオリフィスＦ３が設けられている。マスフローコントローラＭ３は、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３を流れるＮ２ガスの流量を制御する。オリフィスＦ３は、バッファタンクＴ１，Ｔ５によって供給される比較的大きい流量のガスが第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３に逆流することを抑制する。
【００４７】
第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ４から延び、還元ガス供給ラインＬ２に接続されている。これにより、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を介して還元ガス供給ラインＬ２側にＮ２ガスを供給される。第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４は、ＡＬＤ法による成膜中にＮ２ガスを常時供給し、ＮＨ３ガスのキャリアガスとして機能するとともに、パージガスとしての機能も有する。第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ４側から順に、マスフローコントローラＭ４、開閉弁Ｖ４、及びオリフィスＦ４が設けられている。マスフローコントローラＭ４は、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を流れるＮ２ガスの流量を制御する。オリフィスＦ４は、バッファタンクＴ２，Ｔ６によって供給される比較的大きい流量のガスが第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４に逆流することを抑制する。
【００４８】
第１のフラッシュパージラインＬ５は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ５から延び、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３に接続されている。これにより、第１のフラッシュパージラインＬ５及び第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３を介して原料ガス供給ラインＬ１側にＮ２ガスが供給される。第１のフラッシュパージラインＬ５は、ＡＬＤ法による成膜中のパージステップのときのみＮ２ガスを供給する。第１のフラッシュパージラインＬ５には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ５側から順に、マスフローコントローラＭ５、バッファタンクＴ５及び開閉弁Ｖ５が設けられている。マスフローコントローラＭ５は、第１のフラッシュパージラインＬ５を流れるＮ２ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ５は、Ｎ２ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮ２ガスを供給する。開閉弁Ｖ５は、ＡＬＤプロセスのパージの際にＮ２ガスの供給・停止を切り替える。
【００４９】
第２のフラッシュパージラインＬ６は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ６から延び、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４に接続されている。これにより、第２のフラッシュパージラインＬ６及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を介して還元ガス供給ラインＬ２側にＮ２ガスが供給される。第２のフラッシュパージラインＬ６は、ＡＬＤ法による成膜中のパージステップのときのみＮ２ガスを供給する。第２のフラッシュパージラインＬ６には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ６側から順に、マスフローコントローラＭ６、バッファタンクＴ６及び開閉弁Ｖ６が設けられている。マスフローコントローラＭ６は、第２のフラッシュパージラインＬ６を流れるＮ２ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ６は、Ｎ２ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮ２ガスを供給する。開閉弁Ｖ６は、ＡＬＤプロセスのパージの際にＮ２ガスの供給・停止を切り替える。
【００５０】
＜第１実施形態に係る成膜方法＞
次に、図４及び図５を用いて、第１実施形態に係るクラスタシステム３００による成膜方法について説明する。図４は、本実施形態に係るクラスタシステム３００における成膜方法の一例を示すフローチャートである。図５は、第１実施形態の成膜方法の各工程における基板Ｗの状態を示す断面模式図である。
【００５１】
ステップＳ１０１において、基板Ｗを準備する。図５（ａ）に示すように、基板Ｗには、シリコン基体４０１に絶縁膜４０２が形成されている。なお、絶縁膜４０２は、主にＳｉＯ２膜で構成されているが、一部がＳｉＮ膜であってもよい。基板Ｗは、例えば、大気雰囲気のキャリアＣに収容される。基板Ｗは、搬送機構３０６，３０８により、キャリアＣから大気搬送室３０３、ロードロック室３０２、真空搬送室３０１を通り、シード層形成装置１００に搬送される。
【００５２】
ステップＳ１０２において、全体制御部３１０は、シード層を形成する処理を実行する。まず、図２に示すシード層形成装置１００の処理容器１内に基板Ｗを搬入する。具体的には、基板載置台２を搬送位置に下降させた状態でゲートバルブ１２を開く。続いて、搬送アーム（図示せず）により基板Ｗを、搬入出口１１を介して処理容器１内に搬入し、ヒータ２１により所定温度（例えば、１００℃〜５５０℃）に加熱された基板載置台２上に載置する。続いて、基板載置台２を処理位置まで上昇させ、処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。その後、処理ガス供給機構５はＮ２ガスを処理容器１内に供給して圧力を上昇させ、基板載置台２上の基板Ｗの温度を安定させる。
【００５３】
続いて、シード層形成装置１００の処理ガス供給機構５は、原料ガスとしてシリコン含有ガス、例えば、アミノシランガスを供給する。なお、シリコン含有ガスとしては、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）等の無機材料等を用いてもよい。なお、原料ガスは、特定時間の間、連続的に供給してもよく、間欠的に供給してもよい。また、原料ガスを間欠的に供給する場合には、例えば、１〜１００サイクルの間で行われてもよい。これにより、図５（ｂ）に示すように、所定の温度に加熱された基板Ｗの表面でアミノシランが熱分解され、シリコンのシード層４１０が形成される。なお、図５（ｂ）にしめすように、シード層４１０は不連続な膜であってよい。
【００５４】
ここで、シード層形成装置１００におけるシード層を形成する処理のプロセス条件の一例を以下に示す。
原料ガス：ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）
基板温度：１００〜５５０℃
原料ガス流量：５０〜５００ｓｃｃｍ
処理空間圧力：１〜１０Ｔｏｒｒ
【００５５】
シード層の形成処理後、基板Ｗは、搬送機構３０８により、シード層形成装置１００から真空搬送室３０１を通り、成膜装置２００に搬送される。
【００５６】
ステップＳ１０３において、全体制御部３１０は、金属含有膜を成膜する処理を実行する。
【００５７】
ここで、成膜装置２００における金属含有膜の成膜処理について、ＡＬＤプロセスにより、基板Ｗの上にＴｉＮ膜を形成する場合を例に挙げて説明する。
【００５８】
まず、図３に示す成膜装置２００の処理容器１内に基板Ｗを搬入する。具体的には、基板載置台２を搬送位置に下降させた状態でゲートバルブ１２を開く。続いて、搬送アーム（図示せず）により基板Ｗを、搬入出口１１を介して処理容器１内に搬入し、ヒータ２１により所定温度（例えば、３００℃〜７００℃）に加熱された基板載置台２上に載置する。続いて、基板載置台２を処理位置まで上昇させ、処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。その後、開閉弁Ｖ３，Ｖ４を開き、開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５，Ｖ６を閉じる。これにより、Ｎ２ガス供給源ＧＳ３，ＧＳ４から第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を経てＮ２ガスを処理容器１内に供給して圧力を上昇させ、基板載置台２上の基板Ｗの温度を安定させる。このとき、バッファタンクＴ１内には、原料ガス供給源ＧＳ１からＴｉＣｌ４ガスが供給されて、バッファタンクＴ１内の圧力は略一定に維持されている。また、バッファタンクＴ５，Ｔ６内には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ５，ＧＳ６からＮ２ガスが供給されて、バッファタンクＴ５，Ｔ６内の圧力は略一定に維持されている。
【００５９】
続いて、ＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを用いたＡＬＤプロセスによりＴｉＮ膜を成膜する。
【００６０】
ＡＬＤプロセスは、ＴｉＣｌ４ガスを供給する工程、第１のＮ２ガスを供給する工程、ＮＨ３ガスを供給する工程、及び第２のＮ２ガスを供給する工程を所定サイクル繰り返し、基板Ｗの上に所望の膜厚のＴｉＮ膜を形成するプロセスである。
【００６１】
ＴｉＣｌ４ガスを供給する工程は、ＴｉＣｌ４ガスを処理空間３７に供給する工程である。ＴｉＣｌ４ガスを供給する工程では、まず、開閉弁Ｖ３，Ｖ４を開いた状態で、Ｎ２ガス供給源ＧＳ３，ＧＳ４から、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を経てＮ２ガス（連続Ｎ２ガス）を供給し続ける。また、開閉弁Ｖ１を開くことにより、原料ガス供給源ＧＳ１から原料ガス供給ラインＬ１を経てＴｉＣｌ４ガスを処理容器１内の処理空間３７に供給する。このとき、ＴｉＣｌ４ガスは、バッファタンクＴ１に一旦貯留された後に処理容器１内に供給される。
【００６２】
ここで、ＴｉＣｌ４に由来するＴｉを符号４２１で示す。シード層４１０は、シード層４１０が形成されていない基板Ｗの表面（絶縁膜４０２の表面）よりも、ＴｉＣｌ４ガスの吸着性が高い。このため、図５（ｃ）に示すように、ＴｉＣｌ４がシード層４１０に好適に吸着される。
【００６３】
第１のＮ２ガスを供給する工程は、処理空間３７の余剰のＴｉＣｌ４ガス等をパージする工程である。第１のＮ２ガスを供給する工程では、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を介してのＮ２ガス（連続Ｎ２ガス）の供給を継続した状態で、開閉弁Ｖ１を閉じてＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。また、開閉弁Ｖ５，Ｖ６を開く。これにより、Ｎ２ガス供給源ＧＳ５，ＧＳ６から第１のフラッシュパージラインＬ５及び第２のフラッシュパージラインＬ６を経てＮ２ガスを処理容器１内の処理空間３７に供給する。このとき、Ｎ２ガスは、バッファタンクＴ５，Ｔ６に一旦貯留された後に処理容器１内に供給されるので、比較的大きい流量を供給することができる。これにより、処理空間３７の余剰のＴｉＣｌ４ガス等をパージする。
【００６４】
ＮＨ３ガスを供給する工程は、ＮＨ３ガスを処理空間３７に供給する工程である。ＮＨ３ガスを供給する工程では、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を介してのＮ２ガス（連続Ｎ２ガス）の供給を継続した状態で、開閉弁Ｖ２を開く。これにより、還元ガス供給源ＧＳ２から還元ガス供給ラインＬ２を経てＮＨ３ガスを処理空間３７に供給する。このとき、ＮＨ３ガスは、バッファタンクＴ２に一旦貯留された後に処理容器１内に供給される。ＮＨ３ガスを供給する工程により、基板Ｗ上に吸着したＴｉＣｌ４が還元される。このときのＮＨ３ガスの流量は、十分に還元反応が生じる量とすることができる。
【００６５】
ここで、ＮＨ３に由来するＮを符号４２２で示す。図５（ｄ）に示すように、シード層４１０に吸着されたＴｉ４２１を窒化する。
【００６６】
第２のＮ２ガスを供給する工程は、処理空間３７の余剰のＮＨ３ガスをパージする工程である。第２のＮ２ガスを供給する工程では、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ３及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ４を介してのＮ２ガス（連続Ｎ２ガス）の供給を継続した状態で、開閉弁Ｖ２を閉じてＮＨ３ガスの供給を停止する。また、開閉弁Ｖ５，Ｖ６を開く。これにより、Ｎ２ガス供給源ＧＳ５，ＧＳ６から第１のフラッシュパージラインＬ５及び第２のフラッシュパージラインＬ６を経てＮ２ガスを処理容器１内の処理空間３７に供給する。このとき、Ｎ２ガスは、バッファタンクＴ５，Ｔ６に一旦貯留された後に処理容器１内に供給されるので、比較的大きい流量を供給することができる。これにより、処理空間３７の余剰のＮＨ３ガス等をパージする。
【００６７】
以下、これらの工程を所定サイクル繰り返すことにより、図５（ｅ）に示すように、基板Ｗの上に所望の膜厚の金属含有膜４２０を形成する。
【００６８】
ここで、成膜装置２００における金属が入幕を形成する処理のプロセス条件の一例を以下に示す。
原料ガス：ＴｉＣｌ４
還元ガス：ＮＨ３
基板温度：３００〜７００℃
原料ガス流量：１００〜１０００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：５〜４０Ｌ／ｍｉｎ
処理空間圧力：０．５〜１０Ｔｏｒｒ
【００６９】
次に、第２実施形態に係るクラスタシステム３００について説明する。図６は、第２実施形態に係るクラスタシステム３００が備えるシード層形成装置１００Ａの断面模式図の一例である。第２実施形態に係るクラスタシステム３００は、図２に示すシード層形成装置１００に代えて、図６に示すシード層形成装置１００Ａを備えている。
【００７０】
図６に示されるように、シード層形成装置１００Ａは、処理容器１、基板載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、処理ガス供給機構５Ｂ、制御装置６を有する。なお、シード層形成装置１００と重複する構成については、重複する説明を省略する。
【００７１】
処理ガス供給機構５Ｂは、原料ガス供給ラインＬ２１、還元ガス供給ラインＬ２２、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４、第１のフラッシュパージラインＬ２５、及び第２のフラッシュパージラインＬ２６を有する。
【００７２】
原料ガス供給ラインＬ２１は、原料ガスの供給源である原料ガス供給源ＧＳ２１から延び、合流配管Ｌ２７に接続されている。合流配管Ｌ２７は、ガス導入孔３６に接続されている。原料ガス供給ラインＬ２１には、原料ガス供給源ＧＳ２１側から順に、マスフローコントローラＭ２１、バッファタンクＴ２１、及び開閉弁Ｖ２１が設けられている。マスフローコントローラＭ２１は、原料ガス供給ラインＬ２１を流れる原料ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ２１は、原料ガスを一時的に貯留し、短時間で必要な原料ガスを供給する。開閉弁Ｖ２１は、ＡＬＤプロセスの際に原料ガスの供給・停止を切り替える。
【００７３】
還元ガス供給ラインＬ２２は、還元ガス（窒素含有ガス）、例えば、ＮＨ３ガスの供給源である還元ガス供給源ＧＳ２２から延び、合流配管Ｌ２７に接続されている。還元ガス供給ラインＬ２２には、還元ガス供給源ＧＳ２２側から順に、マスフローコントローラＭ２２、バッファタンクＴ２２、及び開閉弁Ｖ２２が設けられている。マスフローコントローラＭ２２は、還元ガス供給ラインＬ２２を流れるＮＨ３ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ２２は、ＮＨ３ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮＨ３ガスを供給する。開閉弁Ｖ２２は、ＡＬＤプロセスの際にＮＨ３ガスの供給・停止を切り替える。
【００７４】
第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ２３から延び、原料ガス供給ラインＬ２１に接続されている。これにより、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３を介して原料ガス供給ラインＬ２１側にＮ２ガスが供給される。第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３は、ＡＬＤ法による成膜中にＮ２ガスを常時供給し、原料ガスのキャリアガスとして機能するとともに、パージガスとしての機能も有する。第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ２３側から順に、マスフローコントローラＭ２３、開閉弁Ｖ２３、及びオリフィスＦ２３が設けられている。マスフローコントローラＭ２３は、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３を流れるＮ２ガスの流量を制御する。オリフィスＦ２３は、バッファタンクＴ２１，Ｔ２５によって供給される比較的大きい流量のガスが第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３に逆流することを抑制する。
【００７５】
第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ２４から延び、還元ガス供給ラインＬ２２に接続されている。これにより、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４を介して還元ガス供給ラインＬ２２側にＮ２ガスを供給される。第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４は、ＡＬＤ法による成膜中にＮ２ガスを常時供給し、還元ガスのキャリアガスとして機能するとともに、パージガスとしての機能も有する。第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ２４側から順に、マスフローコントローラＭ２４、開閉弁Ｖ２４、及びオリフィスＦ２４が設けられている。マスフローコントローラＭ２４は、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４を流れるＮ２ガスの流量を制御する。オリフィスＦ２４は、バッファタンクＴ２２，Ｔ２６によって供給される比較的大きい流量のガスが第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４に逆流することを抑制する。
【００７６】
第１のフラッシュパージラインＬ２５は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ２５から延び、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３に接続されている。これにより、第１のフラッシュパージラインＬ２５及び第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３を介して原料ガス供給ラインＬ２１側にＮ２ガスが供給される。第１のフラッシュパージラインＬ２５は、ＡＬＤ法による成膜中のパージステップのときのみＮ２ガスを供給する。第１のフラッシュパージラインＬ２５には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ２５側から順に、マスフローコントローラＭ２５、バッファタンクＴ２５及び開閉弁Ｖ２５が設けられている。マスフローコントローラＭ２５は、第１のフラッシュパージラインＬ２５を流れるＮ２ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ２５は、Ｎ２ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮ２ガスを供給する。開閉弁Ｖ２５は、ＡＬＤプロセスのパージの際にＮ２ガスの供給・停止を切り替える。
【００７７】
第２のフラッシュパージラインＬ２６は、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガス供給源ＧＳ２６から延び、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４に接続されている。これにより、第２のフラッシュパージラインＬ２６及び第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４を介して還元ガス供給ラインＬ２２側にＮ２ガスが供給される。第２のフラッシュパージラインＬ２６は、ＡＬＤ法による成膜中のパージステップのときのみＮ２ガスを供給する。第２のフラッシュパージラインＬ２６には、Ｎ２ガス供給源ＧＳ２６側から順に、マスフローコントローラＭ２６、バッファタンクＴ２６及び開閉弁Ｖ２６が設けられている。マスフローコントローラＭ２６は、第２のフラッシュパージラインＬ２６を流れるＮ２ガスの流量を制御する。バッファタンクＴ２６は、Ｎ２ガスを一時的に貯留し、短時間で必要なＮ２ガスを供給する。開閉弁Ｖ２６は、ＡＬＤプロセスのパージの際にＮ２ガスの供給・停止を切り替える。
【００７８】
＜第２実施形態に係る成膜方法＞
次に、図４及び図７を用いて、第２実施形態に係るクラスタシステム３００による成膜方法について説明する。図７は、第２実施形態の成膜方法の各工程における基板Ｗの状態を示す断面模式図である。
【００７９】
ステップＳ１０１において、基板Ｗを準備する。図７（ａ）に示すように、基板Ｗには、シリコン基体４０１に絶縁膜４０２が形成されている。
【００８０】
ステップＳ１０２において、全体制御部３１０は、シード層を形成する処理を実行する。まず、図６に示すシード層形成装置１００Ａの処理容器１内に基板Ｗを搬入する。具体的には、基板載置台２を搬送位置に下降させた状態でゲートバルブ１２を開く。続いて、搬送アーム（図示せず）により基板Ｗを、搬入出口１１を介して処理容器１内に搬入し、ヒータ２１により所定温度（例えば、１５０℃〜５００℃）に加熱された基板載置台２上に載置する。続いて、基板載置台２を処理位置まで上昇させ、処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。その後、処理ガス供給機構５はＮ２ガスを処理容器１内に供給して圧力を上昇させ、基板載置台２上の基板Ｗの温度を安定させる。
【００８１】
続いて、シード層形成装置１００Ａの処理ガス供給機構５Ｂは、原料ガス供給ラインＬ２１から原料ガスとして有機系原料ガスを処理空間３７に供給する。有機系原料ガスは、Ｔｉを含む有機金属のガスであり、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン（ＴＤＭＡＴ）等の有機系プリカーサを用いることができる。また、有機系原料ガスは、成膜装置２００の原料ガス（ＴｉＣｌ４ガス）よりも、シード層４１０が形成されていない基板Ｗの表面（絶縁膜４０２の表面）に対して高い吸着性を有している。ここで、有機系原料ガスに由来するＴｉを符号４１１で示す。図７（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に有機系原料ガスが好適に吸着される。
【００８２】
次に、シード層形成装置１００Ａの処理ガス供給機構５Ｂは、第１のフラッシュパージラインＬ２５及び第２のフラッシュパージラインＬ２６からＮ２ガス処理空間３７に供給し、処理空間３７の余剰の原料ガス等をパージする。
【００８３】
続いて、シード層形成装置１００Ａの処理ガス供給機構５Ｂは、還元ガス供給ラインＬ２２から還元ガスを供給する。還元ガスは、例えば、ＮＨ３を用いることができる。ここで、ＮＨ３に由来するＮを符号４１２で示す。図７（ｃ）に示すように、シード層４１０に吸着されたＴｉ４１１を窒化する。これにより、基板Ｗの表面にシード層４１３が形成される。即ち、シード層４１３として、ＴｉＮの不連続膜を形成する。
【００８４】
次に、シード層形成装置１００Ａの処理ガス供給機構５Ｂは、第１のフラッシュパージラインＬ２５及び第２のフラッシュパージラインＬ２６からＮ２ガス処理空間３７に供給し、処理空間３７の余剰の還元ガス等をパージする。
【００８５】
なお、原料ガス及び還元ガスは、交互に間欠的に供給する構成を例に説明したが、連続的に供給する構成であってもよい。また、間欠的に供給する場合には、例えば、１〜１００サイクルの間で行われてもよい。また、第１の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２３、第２の連続Ｎ２ガス供給ラインＬ２４、第１のフラッシュパージラインＬ２５、第２のフラッシュパージラインＬ２６は、必須の構成ではなく、無くてもよい。
【００８６】
ここで、シード層形成装置１００Ａにおけるシード層を形成する処理のプロセス条件の一例を以下に示す。
原料ガス：テトラキス(ジメチルアミノ)チタン（ＴＤＭＡＴ）
還元ガス：ＮＨ３
基板温度：１５０〜５００℃
原料ガス流量：３０〜２００ｓｃｃｍ
還元ガス流量：５〜４０Ｌ／ｍｉｎ
処理空間圧力：１〜１０Ｔｏｒｒ
【００８７】
ステップＳ１０３において、全体制御部３１０は、金属含有膜を成膜する処理を実行する。ここで、本実施形態と同様に、ＡＬＤプロセスにより、基板Ｗの上にＴｉＮ膜を形成する。
【００８８】
ここで、ＴｉＣｌ４ガスを供給する工程において、基板Ｗの表面にシード層４１３としてＴｉＮの不連続膜が形成されており、図７（ｄ）に示すように、ＴｉＣｌ４がシード層４１３に好適に吸着される。また、ＮＨ３ガスを供給する工程において、図７（ｅ）に示すように、シード層４１３に吸着されたＴｉ４２１を窒化する。以下、ＡＬＤプロセスの工程を所定サイクル繰り返すことにより、図７（ｆ）に示すように、基板Ｗの上に所望の膜厚の金属含有膜４２０を形成する。
【００８９】
図８は、金属含有膜を成膜する処理におけるＡＬＤプロセスのサイクル数とＴｉＮ膜の膜厚との関係を示すグラフである。ここで、本実施形態におけるサイクル数と膜厚の関係を実線で示す。また、シード層を形成せずにＡＬＤプロセスによりＴｉＮ膜を成膜した場合のサイクル数と膜厚の関係を破線で示す。
【００９０】
図８に示すように、本実施形態（第１，第２実施形態）によれば、シード層を形成しない場合と比較して、インキュベーションタイムを抑制することができる。また、シード層を形成する際のプロセス条件を適宜変更することにより、インキュベーションタイムがゼロ（図８において一点鎖線で示す）に近づけることができる。換言すれば、シード層を形成する際のプロセス条件を適宜変更することにより、金属含有膜を成膜する際のインキュベーションタイムを制御することができる。
【００９１】
また、本実施形態（第１，第２実施形態）によれば、金属含有膜を成膜する際のインキュベーションタイムを抑制することにより、金属含有膜の膜質が向上する。換言すれば、金属含有膜の面均一性が向上し、金属含有膜を薄くしても金属含有膜の連続性を向上させることができる。また、金属含有膜のラフネスを改善することができる。
【００９２】
以上、クラスタシステム３００による本実施形態の成膜方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００９３】
本実施形態の基板処理装置は、シード層形成装置１００の処理容器と成膜装置２００の処理容器とがそれぞれ設けられるものとして説明したが、これに限られるものではない。図９は、変形例に係る基板処理装置５００の断面模式図の一例である。図９に示すように、１つ処理容器でシード層を形成する処理と、金属含有膜を成膜する処理と、を行えるような構成であってもよい。なお、図９において、処理ガス供給機構５及び処理ガス供給機構５Ａを備える構成を例に図示しているが、処理ガス供給機構５Ｂ及び処理ガス供給機構５Ａを備える構成であってもよい。
【００９４】
また、シード層形成装置１００と成膜装置２００との間は、真空搬送室３０１を介して接続され、シード層形成装置１００でシード膜が形成された基板Ｗを大気曝露することなく成膜装置２００に搬送することができる構成として説明したが、これに限られるものではない。シード層形成装置１００から成膜装置２００に基板Ｗを搬送する際、大気曝露される構成であってもよい。ただし、大気曝露される時間は短い方が好ましい。
【００９５】
また、シード層及び金属含有膜は、基板Ｗの絶縁膜４０２上に形成する場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、シリコン（シリコン基体４０１）の上に形成する場合にも適用することができる。
【００９６】
また、金属含有膜は、ＴｉＮ膜である場合を例に説明したが、これに限られるものではない。金属含有膜は、ＡｌＮ膜であってもよい。この場合、有機系原料ガスは、Ａｌを含む有機金属のガスであり、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等の有機系プリカーサを用いることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１      処理容器（チャンバ）
２      基板載置台（ステージ）
５，５Ａ，５Ｂ  処理ガス供給機構（ガス供給部）
６      制御装置
２１    ヒータ（加熱源）
１００  シード層形成装置（基板処理装置）
２００  成膜装置（基板処理装置）
３００  クラスタシステム（基板処理装置）
３１０  全体制御部（制御部）
４０１  シリコン基体
４０２  絶縁膜
４１０，４１３  シード層
４２０  金属含有膜
５００  基板処理装置
【図１】
2020132904.tif 000003
【図２】
2020132904.tif 000004
【図３】
2020132904.tif 000005
【図４】
2020132904.tif 000006
【図５】
2020132904.tif 000007
【図６】
2020132904.tif 000008
【図７】
2020132904.tif 000009
【図８】
2020132904.tif 000010
【図９】
2020132904.tif 000011