CN101356626B - 金属类膜脱碳处理方法、成膜方法和半导体装置制造方法 - Google Patents

金属类膜脱碳处理方法、成膜方法和半导体装置制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种金属类膜的脱碳处理方法、成膜方法和半导体装置的制造方法，在作为半导体基板的Si基板(1)上形成栅极绝缘膜(2)，接着在栅极绝缘膜(2)上通过使用包含W(CO)6气体的成膜气体的CVD形成W类膜(3a)。然后，在存在有还原性气体的条件下进行氧化处理，不使W类膜(3a)中的W被氧化而仅使C被选择性地氧化，从而使W类膜(3a)中所包含的C浓度降低。其后，根据需要，在实施热处理后，进行抗蚀剂涂敷、制作布线图案、蚀刻等，而且通过离子注入等形成杂质扩散区域(10)，由此形成MOS结构的半导体装置。

Description

金属类膜脱碳处理方法、成膜方法和半导体装置制造方法
技术领域
本发明涉及金属类膜的脱碳处理方法、成膜方法及半导体装置的制造方法，详细地说涉及例如在MOS晶体管等半导体装置中除去在用于形成栅极电极等的金属类膜中所包含的原料本来的碳的脱碳处理方法、将该脱碳处理方法包含在工序中的成膜方法以及半导体装置的制造方法。 
背景技术
以往，使用多晶硅(Poly-Si)作为MOS构造晶体管的栅极电极材料。作为控制MOS构造晶体管的阈值电压的方法，一般有在被称作沟道掺杂的沟道区域掺杂杂质的方法，以及在Poly-Si膜中掺杂杂质的方法。但是，伴随着半导体装置的微型化，在沟道掺杂中存在沟道区域的杂质浓度的上升影响到载体的问题。另外，在Poly-Si掺杂中，由于在Poly-Si和衬底氧化膜的界面上形成有空乏层，因此，存在栅极电极动作时的电特性的劣化、衬底氧化膜的进一步薄膜化变得困难等问题。另外，随着LSI的高集成化、高速化的推进，希望栅极电极低电阻化。但是，由于在Poly-Si中满足这样的要求很困难，因此，渐渐使用金属或金属化合物等金属类材料来作为栅极电极材料。 
另外，在晶体管的绝缘膜上使用硅氧化膜，但随着半导体装置的微型化和集成化的推进，产生了栅极绝缘膜也薄膜化，由于量子隧道效应渗漏电流增大的问题。为了解决这个问题，开发出了由高介电率材料(High-k材料)制成的栅极绝缘膜。但是，由该High-k材料制成的栅极绝缘膜，在与Poly-Si的栅极电极组合使用的情况下，会有在边界面上产生不良情况、动作电压上升、发生声子振动、阻碍电子的流动等缺点。 
因此，开发出了一种作为栅极电极材料使用不形成空乏层、更低电阻的钨(W)等金属的栅极电极(金属栅极)。作为形成用于制造金 属栅极的的金属膜或金属化合物膜(以下，将这些记作“金属类膜”)的方法，没有必要将作为高熔点金属的W等熔融，并且使用能够充分对应设备的微型化的化学气相沉积法(CVD)。通过CVD形成的W膜或W化合物膜，作为成膜原料，例如可使用六氟化钨(WF6)气进行成膜，但是，若使用这样的含F(氟)气体，F会影响到衬底氧化膜的膜质，产生使栅极绝缘膜劣化的问题。因此，在日本国特开第2005-217176号公报中，提出了一种采用不含F的W(CO)6等金属羰基化合物的原料来形成W化合物膜的方法。 
因此，在包含金属类膜和多晶硅的多金属栅极(polymetal gate)电极中，为了缓和蚀刻时的损害或离子注入时的损害，实施使多晶硅选择性氧化的选择氧化工序。此时，为了不使比硅易氧化的金属类膜氧化，而仅选择性地使硅氧化，例如，在日本国特开第2002-176051号公报及日本国特开平第11-31666号公报中提出了一种在水蒸气或氢元素存在的条件下进行氧化处理的方法。 
在栅极电极的制造过程中，在以加工栅极电极为目的形成W膜等的金属类膜以后，将注入到源-漏电极的杂质的活化性为目的，进行在1000℃左右的高温下的热处理(退火)。但是，若对使用包含有上述日本国特开2005-217176号公报提出的金属羰基化合物的原料形成的W膜进行退火，则会发生栅极电极的功函数降低的现象。判断出这种功函数的降低与作为W膜的原料的金属羰基化合物自身的碳有关。因此，在作为成膜原料而使用含有碳的化合物从而进行成膜的情况下，必须考虑到利用某些方法降低膜中的碳含量。 
如上述日本国特开2002-176051号公报及日本国特开平11-31666号公报所示，在以往的栅极电极的形成方法中，作为成膜后的处理之一，为了实现减轻对栅极电极的损害，要进行不使金属膜或金属化合物膜氧化而使硅氧化的选择性氧化。但是，不能兼顾关于降低金属膜及金属化合物膜中的碳含量的技术课题。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱碳处理方法和成膜方法，其能以不损害半导体装置的电特性的方式降低金属类膜中的碳含量。 
本发明的第一观点是提供一种金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：在处理室内有还原性气体存在的条件下、在氧化气体氛围中对在基板上形成的金属类膜进行脱碳处理。 
在上述第一观点中，上述金属类膜是从包含金属化合物的成膜原料通过CVD成膜的金属类膜，上述金属化合物在其构成要素中至少包含金属和碳。 
另外，上述脱碳处理可以是在H2O或O2和H2存在、压力为2～1.1×105Pa、处理温度为650℃以上的条件下进行的热氧化处理。这种情况，优选H2O或O2和H2的分压比H2O/H2或O2/H2为0.5以下。 
另外，上述脱碳处理也可以是在O2和H2存在、压力为2～5000Pa、处理温度为250～450℃的条件下进行的等离子体的自由基氧化处理。这种情况下，优选O2和H2的分压比O2/H2为0.5以下。而且，优选上述等离子体是通过具有多个槽的平面天线将微波导入到上述处理室内而形成的微波激励高密度等离子体。 
另外，上述脱碳处理也可以是在O2和H2存在、压力为2～150Pa、处理温度为250～600℃的条件下进行的UV处理。这种情况下，优选O2和H2的分压比O2/H2为0.1以下。 
另外，构成上述金属类膜的金属优选选自于W、Ni、Co、Ru、Mo、Re、Ta和Ti中的至少一种。 
另外，作为成膜原料，优选包括含有Si的原料和含有N的原料的至少一种，形成含有上述金属化合物中的金属和至少Si以及N中的一种的金属化合物膜。这种情况下，上述含Si的原料优选为硅烷、乙硅烷或二氯硅烷，另外，上述含N的原料优选为氨或单甲基肼。 
另外，在上述第一观点中，上述金属类膜优选是在半导体的基板上经由栅极绝缘膜形成的。 
本发明的第二观点是提供一种成膜方法，其特征在于，包括：将基板配置在处理室内，在上述处理室内导入包含有金属化合物的成膜原料，通过CVD在基板上形成金属类膜的工序，其中上述金属化合物的构成要素至少包含有金属和碳；和 
在有还原性气体存在的条件下并且在氧化性气体氛围中对成膜的上述金属类膜进行脱碳处理的工序。 
本发明的第三观点是提供一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括： 
通过上述第二观点的成膜方法在形成于半导体基板上的栅极绝缘膜上形成金属类膜的工序；和 
从上述金属类膜形成栅极电极的工序。 
本发明的第四观点是提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储在计算机上运行的控制程序，其特征在于：上述控制程序以下述方式控制上述处理室，即，在执行上述控制程序时，进行金属类膜的脱碳处理方法，上述金属类膜的脱碳处理方法是在处理室内，在有还原性气体存在且氧化气体介质中对形成在基板上的金属类膜进行脱碳处理的方法。 
如上所述，通过在处理室内有还原性气体存在的条件下、在氧化气体氛围中对在基板上形成的金属类膜进行脱碳处理，能够降低金属类膜中所包含的碳含量。通过该脱碳处理，即使随后进行退火处理，也能够抑制金属类膜的功函数的降低，能够不损害电特性地制造MOS晶体管等半导体装置。 
附图说明
图1A是表示在硅基板上形成栅极绝缘膜的状态的示意图。 
图1B是表示在栅极绝缘膜上形成W类膜的状态的示意图。 
图1C是表示在W类膜上实施脱碳处理的状态的示意图。 
图1D是表示形成MOS晶体管的状态的示意图。 
图2是表示用于形成W类膜的CVD成膜装置的一例的截面图。 
图3是表示可利用于本发明的等离子体处理装置的一例的概要截面图。 
图4是用于说明平面天线部件的图。 
图5是表示W膜中的C浓度和O浓度的测定结果的曲线图。 
图6是表示W膜的功函数的变化的曲线图。 
图7是表示比较例中的W膜中的C浓度及O浓度的测定结果的曲线图。 
图8是表示实施例中的W膜中的C浓度及O浓度的测定结果的曲 线图。 
图9是表示进行热氧化处理的情况和不进行热氧化处理的情况的W膜中的C浓度及O浓度的测定结果的曲线图。 
图10是表示进行自由基氧化处理的情况和不进行自由基氧化处理的情况的W膜中的C浓度及O浓度的测定结果的曲线图。 
图11是表示W膜的比电阻的测定结果的曲线图。 
具体实施方式
下面，参照适当的附图对本发明的实施方式进行具体说明。图1A～图1D是用于说明本发明的第一实施方式的半导体装置的制造工序的截面图。首先，如图1A所示，在作为半导体基板的Si基板1上形成栅极绝缘膜2。作为栅极绝缘膜2可以使用氧化硅膜(SiO2)、氮化硅膜(Si3N4)或例如HfSiON膜等高介电率膜(Hi-k膜)。 
接下来，如图1B所示，在栅极绝缘膜2上，通过使用含有作为W羰基气体的W(CO)6气体的成膜气体的CVD形成W类膜3a。栅极绝缘膜2和W类膜3a的厚度可以分别为例如0.8～1.5nm和7～50nm。 
然后，如图1C所示，进行脱碳处理。该脱碳处理是如后述那样，在还原性气体存在的条件下进行氧化处理，并且不使W类膜3a中的钨(W)氧化而仅使碳(C)选择性地氧化的用于减少W类膜3a中所包含的C量的处理。也就是说，在还原性气体的存在条件下进行的脱碳处理中，通过适度的氧化条件，仅使碳(C)被氧化，变成COX(CO、CO2等)后从W类膜3a中被脱碳。 
后面详述脱碳处理的具体方法，但是，例如能够列举出热氧化处理、通过等离子体的自由基氧化处理、UV照射处理等。此时，优选抑制氧化剂和还原性气体的分压比。例如，在使用O2作为氧化剂，H2 作为还原性气体的情况下，根据处理方法适当地控制分压比。 
随后，根据需要实施热处理后，进行抗蚀剂涂敷、制作布线图案、蚀刻等，而且通过离子注入等形成杂质扩散区域10，由此，如图1D所示，形成具有由W类膜3a构成栅极电极3的MOS结构的半导体装置(MOS晶体管)。 
作为构成栅极电极3的W类膜3a，除W膜之外，还能够列举出 例如WSix膜、WNx膜等W化合物膜。在W化合物膜成膜时，例如，使用W(CO)6气体、含Si气体、含N气体，通过控制其流量、基板温度、处理室内压力等成膜条件，能够使Si、N的含量任意地变化。由此，能够形成任意组成的WSix膜、WNx膜及将这些膜复合的化合物膜。这里，作为含Si气体，可以使用例如硅烷、乙硅烷、二氯硅烷等。另外，作为含N气体，可以使用例如氨、单甲基肼等。另外，根据需要，也可以在W类膜3a中进行例如P、As、B等的杂质离子的离子注入。由此，能够进行阈值电压的微调。 
接下来，对通过使用W(CO)6气体和根据需要进而含Si气体及含N气体中的至少一种气体的CVD进行成膜时的成膜方法的优选实施例进行说明。图2是示意地表示用于实施W类膜3a的成膜的CVD成膜装置的一个实施例的截面图。 
该成膜装置100具有气密构成的大致圆筒状的腔室21。在腔室21的底壁21b的中央部形成有圆形的开口部42。而且，设有与该底壁21b的开口部42连通并向下方突出的排气室43。在腔室21内设有基座22，该基座22由AIN等陶瓷制成，用于水平支承作为半导体基板的晶片W。该基座22由从排气室43的底部中央向上方延伸的圆筒状的支承部件23支承。在基座22的外缘部上设有用于引导晶片W的导向环24。另外，电阻加热型的加热器25被埋入基座22中，该加热器25通过从加热器电源26的供电对基座22进行加热，并通过该热量对晶片W加热。如后述，通过该热量，被导入到腔室21内的W(CO)6气体被热分解。控制器(未图示)连接在加热器电源26上，由此，根据未图示的温度传感器的信号，加热器25的输出被控制。另外，在腔室21的壁中还埋设有加热器(未图示)，将腔室21的壁加热到例如40～80℃左右。 
用于支承晶片W使其升降的3根(图中仅示出2根)晶片支承销46以相对于基座22的表面可突出、收回的方式设置在基座22上，这些晶片支承销46固定在支承板47上。而且，晶片支承销46通过气缸等驱动机构48经由支承板47升降。 
在腔室21的顶壁21a上设有喷淋头30，在该喷头30的下部配置有喷淋板30a，该喷淋板30a形成有用于朝向基座22喷出气体的多个气体喷出孔30b。在喷淋头30的上壁设有将气体导入喷淋头30内的气 体导入口30c，在该气体导入口30c上连接有用于供给作为W羰基气体的W(CO)6气体的配管32和用于供给作为含Si气体的硅烷(SiH4)气体、含N气体的氨(NH3)气体的配管81。另外，在喷淋头30的内部形成有扩散室30d。在喷淋板30a上，为了防止喷淋头30内的W(CO)6气体的分解，设有例如同心圆状的冷媒流路30e，冷却水等冷却介质从冷媒供给源30f供给到该冷媒流路30e，能够将喷淋头30内的温度控制在20～100℃。 
配管32的另一端被插入到收容有作为金属羰基原料的固体状的W(CO)6原料S的W原料容器33中。在W原料容器33的周围设有作为加热机构的加热器33a。在W原料容器33中插入有载体气体配管34，通过将作为载体气体的例如Ar气体从载体气体供给源35经由配管34吹入W原料容器33中，W原料容器33内的固体状W(CO)6 原料S通过加热器33a被加热升华，成为W(CO)6气体。该W(CO) 6气体被载体气体运载并经由配管32向腔室21内的扩散室30d供给。此外，在配管34上设有质量流量控制器36和在其前后的阀37a、37b。另外，在配管32上设有例如基于W(CO)6气体的量用于掌握其流量的流量计65和其前后的阀37c、37d。另外，在配管32的流量计65的下游侧连接有提前送气线(预流线：プリフロ一ライン(pre-flow line))61。该提前送气线61连接在后述的排气管44上，为了稳定地向腔室21内供给W(CO)6气体，能够进行规定时间排气。而且，在提前送气线61上，在与配管32的分支部的正下游上设有阀62。在配管32、34、61的周围设有加热器(未图示)，控制在W(CO)6气体未固化的温度，例如20～100℃，优选25～60℃。 
另外，在配管32的中间连接有吹扫气体配管38，该吹扫气体配管38的另一端连接在吹扫气体供给源39上。吹扫气体供给源39用于供给作为吹扫气体的例如Ar气体、He气体、N2气体等不活泼性气体或H2气体等。通过该吹扫气体，能够进行配管32的残留成膜气体的排气和腔室21内的吹扫。此外，在吹扫气体配管38上设有质量流量控制器40及其前后的阀41a、41b。 
另一方面，配管81的另一端连接在气体供给系统80上。气体供给系统80具有用于供给SiH4气体的SiH4气体供给源82和用于供给 NH3气体的NH3气体供给源83，这些气体供给源连接在各自的气体管线85、86上。在气体管线85上设有质量流量控制器88和其前后的阀91，在气体管线86上设有质量控制器89和其前后的阀92。另外，各气体管线经由配管81连接在腔室21内的扩散室30d上，从气体管线分别被供给的SiH4气体和NH3气体被供给到气体扩散室30d。此外，在配管81上连接有提前送气线95，该提前送气线95连接在后述的配气管44上，为了向腔室21内稳定地供给SiH4气体和NH3气体，能够进行规定时间排气。而且，在提前送气线95上，在与配管81的分支部的正下游设有阀95a。 
另外，在配管81的中间连接有吹扫气体配管97，该吹扫气体配管97的另一端连接在吹扫气体供给源96上。吹扫气体供给源96用于供给作为吹扫气体的例如Ar气体、He气体、N2气体等不活泼性气体或H2气体等。通过该吹扫气体，能够进行配管81的残留成膜气体的排气和腔室21内的吹扫。此外，在吹扫气体配管97上设有质量流量控制器98及其前后的阀99。 
各质量流量控制器、各阀、以及流量计65通过控制部60控制。由此，能够控制载体气体、W(CO)6气体、SiH4气体、NH3气体以及吹扫气体的供给、停止以及将这些气体的流量控制成规定的流量。向腔室21内的气体扩散室30d供给的W(CO)6气体的流量基于流量计65的值并通过由质量流量控制器36调节载体气体的流量而被控制。 
在上述排气室43的侧面连接有排气管44，在该排气管44上连接有包含高速真空泵的排气装置45。使该排气装置45动作，由此，腔室21内的气体能够向排气室43的空间43a内均匀地排出，并且能够经由排气管44将腔室21内高速减压到规定的真空度。 
在腔室21的侧壁上设有在与成膜装置100邻接的搬送室(未图示)之间用于进行晶片W的搬出搬入的搬出搬入口49和开闭该搬出搬入口49的门阀50。 
在使用该成膜装置100进行W类膜3a的成膜时，首先，打开门阀50从搬出搬入口49将形成有栅极氧化膜的晶片W搬入到腔室21内，并将其载置在基座22上。接下来，通过加热器25对基座22进行加热，并通过该热量加热晶片W，通过排气装置45的真空泵对腔室21进行 排气，将腔室21内的压力真空排气到10～150Pa。希望此时的晶片W的加热温度为350～650℃。 
接下来，打开阀37a、37b，从载体气体供给源35将载体气体，例如Ar气体吹入到收容有固体状的W(CO)6原料S的W原料容器33中，通过加热器33a对W(CO)6原料S进行加热使其升华。然后，打开阀37c，通过载体气体对生成的W(CO)6气体进行运载。随后，打开阀62，进行规定时间的提前送气，并经由配管61排气，使W(CO) 6气体稳定。接下来，在关闭阀62的同时打开阀37d，将W(CO)6 气体向配管32导入，并经由气体导入口30c供给到腔室21内的气体扩散室30d。希望此时的腔室21内的压力为例如10～150Pa。此外，载体气体并不限于Ar气体，也可以用其他的气体，例如，N2气体、H2 气体、He气体等。 
另一方面，在形成W化合物膜的情况下，在进一步进行将W(CO) 6气体向气体扩散室30d的供给的同时，将SiH4气体及NH3气体中的至少一种供给到气体扩散室30d中。也就是说，首先进行规定时间的、从这些气体中进行供给的气体的提前送气，在通过配管95排气并使气体的流量稳定后，使W(CO)6气体向气体扩散室30d的供给与时间(时刻)吻合从而向气体扩散室30d供给。 
在将W(CO)6气体、以及SiH4气体和NH3气体中的至少一种气体供给到气体扩散室30d内时，将这些气体维持在规定的流量比。例如，优选将W(CO)6气体的流量控制在1～20mL/min(sccm)、将SiH4 气体的流量控制在10～200mL/min(sccm)、将NH3气体的流量控制在10～500mL/min(sccm)。 
向气体扩散室30d供给的W(CO)6气体以及根据需要供给的SiH4 气体、NH3气体中的至少一种在扩散室30d内扩散，从而从喷淋板30a的气体喷出孔30b向腔室21内的晶片W表面均匀供给。由此，在被加热的晶片W表面，W(CO)6热分解生成的W与SiH4气体、NH3 气体的Si、N反应，由此在晶片W上形成所希望的W化合物膜。在分别单独使用SiH4气体、NH3气体的情况下，分别形成WSix、WNx，在使用这些中的2种以上的情况下，形成这些复合化的化合物。 
在形成规定膜厚的W化合物膜的时刻，停止各气体的供给，并将 吹扫气体从吹扫气体供给源39、96导入到腔室21内从而进行残留成膜气体的吹扫，打开门阀50将晶片从搬出搬入口49搬出。 
此外，在上述实施方式中，作为栅极电极所使用的金属化合物膜和阻碍层，对使用W(CO)6作为金属羰基(carbonyl)形成含有W类膜3a的情况进行了说明，但是，例如，也可以使用选自Ni(CO)4、Co2(CO)8、Ru3(CO)12、Mo(CO)6、Re2(CO)10、Ta(CO)6、和Ti(CO)6中的至少一种作为金属羰基，形成含有Ni、Co、Ru、Mo、Re、Ta和Ti中的至少一种的金属化合物膜。另外，作为通过CVD用于形成金属类膜的成膜原料，并不限于气体，也可以使用液体原料或固体原料。 
接下来，就本发明的脱碳处理方法与其实施方式进行详细说明。 
(第一实施方式) 
作为本发明的脱碳处理方法的第一实施方式，能够列举出在还原性气体存在的条件下且在由氧化剂产生的氧化气体氛围中进行的热氧化处理(选择氧化)。在这里，作为还原性气体，能够列举出例如：H2、NH3等。作为氧化剂，能够列举出：O2、水蒸气(H2O)、N2O、NO等。 
热氧化处理，能够在已知结构的扩散炉的处理腔内进行。热氧化处理的优选条件如下所示。 
例如晶片温度优选比通常的氨的温度(1000℃)低的温度，例如650℃～940℃，更优选700℃～900℃。在晶片温度超过940℃时，有导致促进成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足650℃时则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
腔室压力优选例如2～1.1×105Pa，更优选4×104～1.1×105Pa。在处理压力超过1.1×105Pa的情况下，有导致促进成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足2Pa时，则会出现效果不明显，从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
作为导入气体，例如使用H2O(水蒸气)、H2、N2，将这些气体的流量控制在下述范围内：H2O为50～500mL/min(sccm)，优选为100～300mL/min(sccm)；H2为100～2000mL/min(sccm)，优选为300～900mL/min(sccm)；N2为200～2000mL/min(sccm)，优选为500～1500mL/min(sccm)。 
另外，为了不使金属类膜中的金属氧化而仅使膜中所包含的碳氧化，优选将氧化剂和还原性气体的分压比设定成例如H2O/H2＝0.03以上0.5以下，更优选使H2O/H2＝0.1以上0.3以下。 
另外，处理时间优选例如300～3600秒，更优选600～1800秒。 
(第二实施方式) 
脱碳处理的其他实施方式为利用等离子体的自由基氧化处理。自由基氧化处理能够在还原性气体存在的条件下且在由氧化剂产生的氧化气体介质中进行。作为还原性气体及氧化剂能够使用与上述第一实施方式相同的。 
图3是表示能够在自由基氧化处理的脱碳处理方法中适当地利用的等离子体处理装置的一例的示意截面图。该等离子体处理装置200是作为RLSA(Radial Line Slot Antenna：径向线缝隙天线)微波等离子体处理装置构成的，该RLSA微波等离子体处理装置通过具有多个槽的平面天线，尤其是通过RLSA(Radial Line Slot Antenna：径向线缝隙天线)将微波导入到处理室内从而通过使其产生等离子体，使其生成高密度且低电子温度的微波激励等离子体。因此，在该等离子体处理装置200中，能够进行1011～1013/cm3的等离子体密度且0.7～2eV的低电子温度的等离子体的处理，在各种半导体装置的制造过程中，能够以进行本发明的脱碳处理的目的适当地利用该装置。 
上述等离子体处理装置200气密(气体密封)地构成，具有接地的大致呈圆筒状的腔室101。在腔室101的底壁101a的中央部形成有圆形的开口部110。而且，设有与该底壁101a的开口部110连通并向下方突出的排气室111。该排气室111经由排气管123连接在排气装置124上。 
在腔室101内设有载置台102，该载置台102由AIN等陶瓷制成，用于水平支承作为被处理基板的晶片W。该载置台102由从排气室111的底部中央向上方延伸的由AlN等陶瓷制成的支承部件103支承。在载置台102上，设有覆盖其外缘部并用于引导晶片W的导向环104。该导向环104是由例如石英、AlN、Al2O3、SiN等材质构成的部件。 
电阻加热型的加热器105被埋设在载置台102中，该加热器105 通过从加热器电源105a的供电对载置台102进行加热，并通过该热量对晶片W加热。另外，在该载置台102上配备有热电偶106。这样能够将晶片W的加热温度控制在从室温到900℃的范围内。用于支承晶片W使其升降的晶片支承销(未图示)以相对于载置台102的表面可突出、收回的方式设置在载置台102上。 
在腔室101的内周设有由石英构成的圆筒状的衬里(liner)107，用于防止由腔室构成材料造成的金属污染。另外，在载置台102的外周侧设有用于对腔室101内均匀排气且形成有多个贯通孔(未图示)的环状的挡板108。该挡板108被多根支柱109支承。 
在腔室101的侧壁设有形成为环状的气体导入部115，在该气体导入部115上连接有气体供给系统116。此外，该气体导入部115也可以被配置成喷嘴状或喷淋状。气体供给系统116例如具有Ar气体供给源117、O2气体供给源118及H2气体供给源119，Ar气体、作为氧化剂的O2气体及作为还原剂的H2气体分别经由气体管线120到达气体导入部115，从气体导入部115导入到腔室101内。在各气体管线120上设有质量流量控制器121及其前后的开闭阀122。此外，也可以替代Ar气体导入例如Kr气体、Xe气体、He气体等稀有气体。 
在上述排气室111的侧面连接有排气管123，在该排气管123上连接有包含高速真空泵的上述的排气装置124。而且，使该排气装置124动作，由此，腔室101内的气体能够经由挡板108向排气室111的空间111a内均匀地排出，并且能够经由排气管123排气。由此能够将腔室101内高速减压到规定的真空度，例如0.133Pa。 
在腔室101的侧壁上设有在与等离子体处理装置200邻接的搬送室(未图示)之间用于进行晶片W的搬出搬入的搬出搬入口125和开闭该搬出搬入口125的门阀126。 
腔室101的上部成为开口部，在该开口部上接合有环状的上板127。上板127的内周下部向内侧的腔室内空间突出，并形成环状的支承部127a。由电介体、例如石英或Al2O3、AlN等陶瓷构成的、透过微波的微波透过板128经由密封部件129气密地设置在该支承部127a上。因此，腔室101内被气密地保持。 
在透过板128的上方以与载置台102相对的方式设有圆板状的平 面天线部件131。此外，该平面天线部件131的形状不限于圆板状，也可以为例如四边形。该平面天线部件131卡止在腔室101的侧壁上端。该平面天线部件131例如其表面由镀金或镀银的铜板或铝板构成，发射微波的多个槽状的微波发射孔132以规定的图案贯穿形成。 
微波发射孔132例如如图4所示构成为长槽状，典型地，邻接的微波发射孔132之间被配置成“T”字状，这些多个微波发射孔132呈同心圆状配置。微波发射孔132的长度或配置间隔根据微波的波长(λg)决定，例如，微波发射孔132的间隔被配置成1/2λg或λg。此外，在图4中，用Δr表示形成为同心圆状的邻接的微波发射孔132之间的间隔。另外，微波发射孔132也可以形成为圆形、圆弧状等其他的形状。而且，微波发射孔132的配置形态没有特别限定，也可以被配置成除同心圆状以外的例如螺旋状、放射状。 
在该平面天线部件131的上表面设有具有比真空大的电容率的慢波器件133。由于在真空中微波的波长变长，所以该慢波器件133具有缩短微波的波长从而调整等离子体的作用。此外，在平面天线部件131和透过板128之间，此外，在慢波器件133和平面天线部件131之间，可以分别密接也可以保持间隔，优选密接。 
在腔室101的上表面以覆盖这些平面天线部件131和慢波器件133的方式设有例如由铝或不锈钢等金属材料制成的遮蔽盖体134。腔室101的上表面与遮蔽盖体134通过密封部件135密封。在遮蔽盖体134上形成有冷却水流路134a，通过使冷却水流通于其上来冷却遮蔽盖体134、慢波器件133、平面天线部件131、透过板128。此外，遮蔽盖体134接地。 
在遮蔽盖体134的上壁中央形成有开口部136，在该开口部136上连接有导波管137。在该导波管137的端部经由匹配电路138连接有发生微波的微波发生装置139。由此，通过微波发生装置139生成的、例如频率为2.45GHz的微波经由导波管137向上述平面天线部件131传输。作为微波的频率，也能够使用8.35GHz、1.98GHz等。 
导波管137具有从上述遮蔽盖体134的开口部136向上方伸出的剖面圆形的同轴导波管137a和在该通轴导波管137a的上端部经由模式转换器140连接的沿水平方向延伸的矩形导波管137b。在矩形导波 管137b和同轴导波管137a之间的模式转换器140具有将在矩形导波管137b内以TE模式传播的微波转换成TEM模式的功能。内导体141在同轴导波管137a的中心延伸，内导体141在其下端部连接固定在平面天线部件131的中心。由此，微波经由同轴导波管137a的内导体141呈放射状且高效均匀地向平面天线部件131传播。 
等离子体处理装置200的各构成部构成为连接在具有CPU的过程控制器150上从而被控制。在过程控制器150上连接有用户界面151，该用户界面151由工序管理者为了管理等离子体处理装置200而进行指令的输入操作等的键盘及使等离子体处理装置200的运转状况可视化地进行显示的显示器等构成。 
另外，在过程控制器150上连接有存储部152，该存储部152存储有记录有用于通过过程控制器150实现由等离子体处理装置200执行的各种处理的控制程序(软件)及处理条件数据等的方案。 
而且，根据需要，根据从用户界面151而来的指示等将任意的方案从存储部152调出并使其在过程控制器150上执行，由此，在过程控制器150的控制下，能够通过等离子体处理装置200进行所希望的处理，例如金属类膜的脱碳处理。 
另外，上述控制程序或处理条件数据等的方案可以利用存储在计算机可读取的存储介质，例如CD-ROM、硬盘、软盘、闪存等内状态下的方案，或者也可以从其它的装置例如经由专用电线使其随时传送从而脱机利用。 
在这样构成的RLSA方式的等离子体处理装置200中，能够选择性地氧化晶片W的钨膜中的碳从而进行脱碳处理。下面说明其顺序。 
首先，打开门阀126，将形成有W类膜3a的晶片W从搬出搬入口125向腔室101内搬入，并载置在载置台102上。然后，从气体供给系统116的Ar气体供给源117、O2气体供给源118及H2气体供给源119以规定的流量经由气体导入部115向腔室101内导入Ar气体、O2 气体及H2气体。 
等离子体处理的优选条件如下所示。例如，可将O2气体的流量设定为50～200mL/min(sccm)，优选为70～120mL/min(sccm)；H2气体的流量设定为100～1000mL/min(sccm)，优选为150～300mL/min (sccm)；Ar气体的流量设定为500～2000mL/min(sccm)，优选为700～1500mL/min(sccm)。 
另外，为了不使金属类膜中的金属氧化而仅使膜中所包含的碳氧化，优选将氧化剂和还原性气体的分压比设定成例如O2/H2＝0.03以上0.5以下，更优选使O2/H2＝0.1以上0.2以下。 
另外，腔室内压力优选例如2～5000Pa，更优选3～50Pa。在处理压力超过5000Pa的情况下，有导致成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足2Pa时，则会出现效果不明显，从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
晶片W的优选250℃～450℃，更优选350℃～450℃。在晶片W的温度超过450℃时，有导致成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足250℃时则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
接下来，使来自微波发生装置139的微波经过匹配电路138导入导波管137，并使该微波依次通过矩形导波管137b、模式转换器140、同轴导波管137a，从而经由内导体141供给到平面天线部件131，并从平面天线部件131的微波发射孔132经由透过板128发射到腔室101内的晶片W的上方空间。微波在矩形导波管137b内以TE模式传输，并且该TE模式的微波通过模式转换器140转换成TEM模式，从而在同轴导波管137a内向平面天线部件131传输。可将此时的微波功率设定成例如500～5000W，优选2000～4000W。在微波功率超过5000W的情况下，有导致成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而当不足500W时则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
通过从平面天线部件131经过透过板128发射到腔室101的微波在腔室101内形成电磁界，O2气体和H2气体等离子体化。微波从平面天线部件131的多个微波发射孔132被发射出，由此，该含氧等离子体在大致1011/cm3～1013/cm3的高等离子体密度下，且在晶片W的附近成为大致2eV以下的低电子温度等离子体。这样形成的等离子体，由于离子成分少，所以离子等产生的等离子体损害比较小。而且，通过等离子体中的活性种，主要是O自由基，使钨基本不被氧化而仅氧化 W类膜3a中所含有的碳，使其成为COx后从W类膜3a中脱碳。 
(第三实施方式) 
作为本发明的脱碳处理方法的第三实施方式，能够列举出在还原性气体存在的条件下且在氧化气体氛围中进行UV照射。作为还原性气体以及氧化剂，能够使用与上述第一实施方式相同的还原性气体以及氧化剂。 
UV照射能够在具有UV灯的已知的UV照射装置的处理腔室内进行。 
UV照射的优选条件如下所示。例如晶片温度优选250℃～600℃，更优选400℃～480℃。在晶片温度超过600℃时，有导致促进成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足250℃时则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
另外，腔室内压力(UV处理压力)优选例如2～150Pa，更优选5～20Pa。在处理压力超过150Pa的情况下，有导致成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足2Pa时，则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
作为导入气体，使用O2、H2、Ar，将其流量分别设定如下，例如，将O2设定为10～100mL/min(sccm)，优选为10～50mL/min(sccm)；H2气体的流量设定为100～1000mL/min(sccm)，优选为100～500mL/min(sccm)；Ar气体的流量设定为400～1200mL/min(sccm)，优选为450～800mL/min(sccm)。 
此时，为了不使金属类膜中的金属氧化而仅使膜中所包含的碳氧化，优选将氧化剂和还原性气体的分压比设定成例如O2/H2＝0.01以上0.1以下，更优选使O2/H2＝0.02以上0.05以下。 
由UV等产生的UV照射量，例如优选0.5～10mW/m2，更优选1～5mW/m2。在UV照射量超过10mW/m2的情况下，有导致成为栅极电极3的W类膜3a和栅极绝缘膜2氧化的危险，而不足0.5mW/m2时，则会出现从W类膜3a的脱碳不能充分进行的情况。 
处理时间优选例如60～600秒，更优选在100～400秒之内进行。 
下面，说明以本发明为基础的实验结果。 
(比较例1) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。此外，对于该晶片W而言，在其表面上预先形成有氧化硅膜(SiO2)。 
W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法(bubbling method(起泡法))供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室内压力67Pa，成膜时间150秒，由此在作为样本用的晶片a、b、c上分别形成膜厚20nm的W膜。 
晶片a是成膜状态下的晶片(as depotion(成膜状态/沉积状态)；记作“as depo”)；晶片b是在成膜后5％H2(其余部分为N2)的常压气体氛围中，在400℃进行30分钟的FGA(成膜气体退火：Forming GasAnneal)处理后的晶片；晶片c是在成膜后实施FGA处理，而且在其后的N2常压气体氛围中，在1000℃实施5秒钟的退火处理后的晶片。然后，对晶片a～c实施由SIMS(二次离子质谱仪)进行的W膜中的C浓度和O浓度的测定。 
如图5所示，W膜中的C浓度为：晶片a：3×1021atoms/cm3(原子/cm3)，晶片b：1.5×1021atoms/cm3(原子/cm3)，晶片c：1.5×1020atoms/cm3(原子/cm3)。 
另外，若详细观察C浓度的分布曲线在W/SiO2界面的变化，会发现虽然晶片a(as depo)及晶片b(400℃FGA处理后)的界面上的C浓度的分布曲线在从W侧向SiO2侧急剧降低这点上是一致的，但是，晶片c(1000℃退火后)的分布曲线比急剧降低的点更向W膜表面侧移动。 
也就是说，我们了解到在1000℃退火后的晶片c中，与晶片a和晶片b相比，其W/SiO2界面的C浓度大幅度降低。而且，如图6所示，在晶片a(as depo(成膜状态/沉积状态))及晶片b(400℃FGA处理后)中从4.8eV到5eV弱的功函数在晶片c(1000℃退火后)中降低到4.4eV附近。我们推测这是由于1000℃退火，从W膜及SiO2膜产生C的扩散(移动)，从而在SiO2上产生缺欠而对电特性产生影响的原因。 
作成MOS电容从而被电算出的功函数是在金属电极原本的功函 数上追加栅极绝缘膜的电子的状态后的外表的功函数。该功函数的降低其原因是由于1000℃退火导致W/SiO2界面的C浓度分布曲线发生变化，由此使电子状态发生变化。 
图7表示在厚的SiO2(SiO2/Si界面的深度约为100nm)上形成W电极的情况下的as depo(成膜状态/沉积状态)及1000℃退火后的C、O浓度的深度方向分布。我们了解到，与图5同样地，在成膜之后(asdepo(成膜状态/沉积状态))相比，在1000℃退火后，W膜中的碳浓度降低，并且，钨(W)/SiO2界面上的分布曲线的倾斜度变小。 
相对于上述比较例，对于与图7相同的样本(SiO2/Si界面的深度约为100nm)，在图8中表示了作为成膜后的脱碳处理在使碳氧化不使钨氧化的还原性气体存在下的氧化气体氛围中实施选择氧化处理后的C、O的分布曲线，以及该脱碳处理后直到实施1000℃退火后的C、O的分布曲线。此外，作为脱碳处理，将样本晶片投入到扩散炉中，并在水蒸气分压为11kPa、H2分压为32kPa及其他N2气体氛围中，以800℃的温度，进行3600秒的热氧化(选择氧化)处理。 
如图8所示，这里无论是否进行1000℃退火，对于W膜中的C浓度及W膜/SiO2膜界面中的分布曲线来说都没有差异。因此，通过进行脱碳处理，即使在其后进行1000℃退火，能够抑制界面的电子状态的变化的可能性也能被暗示。 
另外，图9表示了在作为栅极绝缘膜的Hi-k膜(HfSiON膜)上成膜时的成膜之后(as depo(成膜状态/沉积状态))、进行使用扩散炉的脱碳处理(选择氧化)的情况下的以及在同样的脱碳处理后进一步进行1000℃退火的情况下的C、O浓度在深度方向上的分布曲线。W膜中的C浓度由于进行了脱碳处理而充分降低，即使在其后追加进行了1000℃退火处理，其C浓度的值也大致是相同的。W膜/HfSiON膜界面中的C浓度的分布曲线，其中在成膜之后(as depo(成膜状态/沉积状态))，进行脱碳处理(选择氧化)后的分布曲线和在脱碳处理后进一步进行1000℃退火后的分布曲线同样倾斜。这样，在优选的脱碳处理中，能够维持界面的C浓度分布曲线从而降低W膜中的C浓度，由于脱碳处理使W膜中的C浓度充分降低，因此，即使在1000℃退火后也能够维持界面的分布曲线。 
(实施例1) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片W载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室压力67Pa，成膜时间150秒，由此在晶片W上形成膜厚20nm的W膜。 
其后，作为脱碳处理将晶片投入到扩散炉中，并在水蒸气分压为1.2kPa、H2分压为4.0kPa及其他N2气体氛围中，以900℃的温度，进行300秒的热氧化(选择氧化)处理。W膜中的C浓度通过SIMS测定时，在没有进行热氧化(选择氧化)处理的情况(as depo(成膜状态/沉积状态))时的W膜中的C浓度为7.0×1020atoms/cm3(原子/cm3)，而进行了热氧化处理后为2×1019atoms/cm3(原子/cm3)。 
(实施例2) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片W载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室压力67Pa，成膜时间150秒，由此在晶片W上形成膜厚20nm的W膜。 
其后，作为脱碳处理将晶片投入到扩散炉中，并在水蒸气分压为0.61kPa、H2分压为2.0kPa及其他N2气体氛围中，以850℃的温度，进行1200秒的热氧化(选择氧化)处理。W膜中的C浓度通过SIMS测定时，在没有进行热氧化(选择氧化)处理的情况(as depo(成膜状态/沉积状态))时的W膜中的C浓度为7.0×1020atoms/cm3(原子/cm3)，而进行了热氧化处理后为2×1019atoms/cm3(原子/cm3)。 
(实施例3) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片W载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体 Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室压力67Pa，成膜时间150秒，由此在晶片W上形成膜厚20nm的W膜。 
其后，作为脱碳处理，在图3所示的等离子体处理装置200中，在将载置台102的温度设定成400℃、处理压力12Pa、作为处理气体的O2/H2＝100/200mL(sccm)、微波功率3.4kW、处理时间300秒的条件下实施等离子体处理。在图10中示出了通过SIMS对进行等离子体处理的情况和不进行等离子体处理的情况(as depo(成膜状态/沉积状态))的W膜的C浓度进行测定的结果。 
比较图10的曲线a和曲线c，等离子体处理后的W膜的C浓度平均从as depo(成膜状态/沉积状态)的1.8×1021atoms/cm3(原子/cm3)降低到1.2×1021atoms/cm3(原子/cm3)，低的部分降低到8×1020atoms/cm3(原子/cm3)。 
另外，在与上述相同的等离子体处理条件下，使等离子体处理的处理时间变化的情况的W膜的比电阻的测定结果如图11所示。根据该图11，我们了解到等离子体处理时间变得越长比电阻越减少。这是因为由于等离子体处理，W膜中的C被除去，其结果就是比电阻减少。 
(实施例4) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片W载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室压力67Pa，成膜时间150秒，由此在晶片W上形成膜厚20nm的W膜。 
其后，作为脱碳处理，在与图3所示的装置结构相同的等离子体处理装置200中，在将载置台102的温度设定成250℃、处理压力12Pa、作为处理气体，使O2和H2流量比O2/H2＝200/200mL(sccm)、微波功率3.4kW、处理时间300秒的条件下实施等离子体处理。通过SIMS对等离子体处理后的W膜的C浓度进行测定。 
等离子体处理后的W膜的C浓度平均为1.2×1021atoms/cm3(原子/cm3)，低的部分降低到9×1020atoms/cm3(原子/cm3)。 
(实施例5) 
在与图2所示的装置相同结构的成膜装置100中，通过搬运机械将直径300mm的晶片W载置到预先设定在672℃并被加热的基座22上。W(CO)6以固体状态投入到温度被控制的容器中，通过Ar气体成为载体气体的气泡法供给到成膜装置100，其流量构成为：载体气体Ar/稀释Ar＝90/700mL/min(sccm)，腔室压力67Pa，成膜时间150秒，由此在晶片W上形成膜厚20nm的W膜。 
其后，作为脱碳处理，在真空容器内，在下述条件下进行UV照射处理。 
晶片温度＝450℃ 
腔内压力＝7Pa 
处理气体流量H2/O2/Ar＝100/10/350mL(sccm) 
UV灯＝1.2mW/m2
处理时间＝300秒 
通过SIMS测定处理后的W膜的C浓度，其浓度降低至7×1020atoms/cm3(原子/cm3)。 
如实施例1到实施例5所示，通过将本发明的脱碳处理应用到实际装置中，已经在用于活性化的1000℃退火前降低了W膜中的C浓度，因此，即使随后进行1000℃退火，C浓度也没有变化，能够不使栅极绝缘膜的电位发生变化，规避功函数的降低。 
以上，叙述了本发明的实施方式，但是本发明不被上述实施方式制约，能够进行各种变形。 
例如，在上述实施方式中，表示了通过在扩散炉中被控制成的H2O/H2气体介质中的热氧化处理、在O2/H2气体氛围中的自由基氧化处理、在O2/H2气体氛围中的UV处理对以W(CO)6为原料成膜的W膜进行脱碳处理的实施例，但是，该处理并不被限制于W膜。例如，能够适用于将W(CO)6作为W源使用的WNx和WSix，或其他的Mo(CO)6、Ru3(CO)12、Re2(CO)10、Ta(Nt-Am)(NMe2)3等以金属羰基化合物或有机金属化合物为原料成膜的Mo膜、Ru膜、Re膜、TaN膜、TaSiN膜等金属膜、金属化合物膜。 
另外，作为通过自由基氧化进行的脱碳处理的实施方式，使用了RLSA方式的等离子体处理装置200，但是，也可以使用例如远程等离 子体方式、ICP等离子体方式、ECR等离子体方式、表面反射波等离子体方式、磁电管等离子体等方式的等离子体处理装置。 
另外，在上述实施方式中，列举了对作为被处理体的半导体晶片进行成膜处理的例子，但是并不限于此，例如也能够应用到以被处理体为液晶显示器(LED)为代表的平板显示器(FPD)用的玻璃基板的情况。 
此外，在以往的加热处理中，通过适当地选择条件能够使金属类膜中所包含的碳减少，得到脱碳的效果。例如，在金属类膜成膜后，以650℃以上850℃以下的处理温度，1Pa以下的减压下，另外，在压力为5×104Pa以上1.1×105Pa以下的不活泼性气体氛围中进行加热处理，能够提高脱碳效果。 

Claims (21)

1.一种金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
在处理室内有还原性气体存在的条件下、在氧化气体氛围中对在基板上形成的金属类膜进行脱碳处理，
所述金属类膜是从包含金属化合物的成膜原料通过CVD成膜的金属类膜，所述金属化合物在其构成要素中至少包含金属和碳，
所述脱碳处理是在O2和H2存在、压力为2～1.1×105Pa、处理温度为650℃以上的条件下进行的热氧化处理、或是在O2和H2存在、压力为2～5000Pa、处理温度为250～450℃的条件下进行的等离子体的自由基氧化处理、或是在O2和H2存在、压力为2～150Pa、处理温度为250～600℃的条件下进行的UV处理。
2.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述脱碳处理为热氧化处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.5以下。
3.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述脱碳处理为自由基氧化处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.5以下。
4.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述等离子体是通过具有多个槽的平面天线将微波导入到所述处理室内而形成的微波激励高密度等离子体。
5.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述脱碳处理为UV处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.1以下。
6.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
构成所述金属类膜的金属选自W、Ni、Co、Ru、Mo、Re、Ta和Ti中的至少一种。
7.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
作为成膜原料，还包括含有Si的原料和含有N的原料的至少一种，形成含有所述金属化合物中的金属和至少Si以及N中的一种的金属化合物膜。
8.如权利要求7所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述含有Si的原料为硅烷、乙硅烷或二氯硅烷。
9.如权利要求7所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述含有N的原料为氨或单甲基肼。
10.如权利要求1所述的金属类膜的脱碳处理方法，其特征在于：
所述金属类膜是在半导体的基板上经由栅极绝缘膜形成的。
11.一种成膜方法，其特征在于，包括：
将基板配置在处理室内，在所述处理室内导入包含有金属化合物的成膜原料，通过CVD在基板上形成金属类膜的工序，其中所述金属化合物的构成要素至少包含有金属和碳；和
在有还原性气体存在的条件下并且在氧化性气体氛围中对成膜的所述金属类膜进行脱碳处理的工序，
其中，所述脱碳处理是在O2和H2存在、压力为2～1.1×105Pa、处理温度为650℃以上的条件下进行的热氧化处理、或是在O2和H2存在、压力为2～5000Pa、处理温度为250～450℃的条件下进行的等离子体的自由基氧化处理、或是在O2和H2存在、压力为2～150Pa、处理温度为250～600℃的条件下进行的UV处理。
12.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述脱碳处理为热氧化处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.5以下。
13.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述脱碳处理为自由基氧化处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.5
以下。
14.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述等离子体是通过具有多个槽的平面天线将微波导入到所述处理室内而形成的微波激励高密度等离子体。
15.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述脱碳处理为UV处理时，O2和H2的分压比O2/H2为0.1以下。
16.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
构成所述金属类膜的金属选自W、Ni、Co、Ru、Mo、Re、Ta和Ti中的至少一种。
17.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
作为成膜原料，还包括含有Si的原料和含有N的原料的至少一种，形成含有所述金属化合物中的金属和至少Si以及N中的一种的金属化合物膜。
18.如权利要求17所述的成膜方法，其特征在于：
所述含有Si的原料为硅烷、乙硅烷或二氯硅烷。
19.如权利要求17所述的成膜方法，其特征在于：
所述含有N的原料为氨或单甲基肼。
20.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述金属类膜是在半导体的基板上经由栅极绝缘膜形成的。
21.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
通过权利要求11所述的成膜方法在形成于半导体基板上的栅极绝缘膜上形成金属类膜的工序；和
从所述金属类膜形成栅极电极的工序。
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