JP2000164590A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Landscapes
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】機能性薄膜の特性回復を低温の熱処理により実
現する。 【解決手段】強誘電体膜を有するメモリセルが形成され
たウエハＷは、ウエハホルダ３２に内蔵されたヒータ４
５によって約４００℃に加熱される。同時に、紫外線ラ
ンプ３５，３６，３７からウエハＷに紫外線を照射し、
オゾン吐出口３９からは、ウエハＷにオゾンを供給す
る。さらに、酸素吐出口４２からは、ウエハＷに向けて
酸素を供給する。こうして、熱エネルギーと熱以外のエ
ネルギーとを併用して、強誘電体膜の特性を回復するた
めの工程が実行される。 【効果】アルミニウム配線やトランジスタなどの素子を
劣化させることなく、強誘電体膜の特性を回復できる。
現する。 【解決手段】強誘電体膜を有するメモリセルが形成され
たウエハＷは、ウエハホルダ３２に内蔵されたヒータ４
５によって約４００℃に加熱される。同時に、紫外線ラ
ンプ３５，３６，３７からウエハＷに紫外線を照射し、
オゾン吐出口３９からは、ウエハＷにオゾンを供給す
る。さらに、酸素吐出口４２からは、ウエハＷに向けて
酸素を供給する。こうして、熱エネルギーと熱以外のエ
ネルギーとを併用して、強誘電体膜の特性を回復するた
めの工程が実行される。 【効果】アルミニウム配線やトランジスタなどの素子を
劣化させることなく、強誘電体膜の特性を回復できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、強誘電体メモリ
などの半導体装置の製造方法に関する。
などの半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電体メモリは、強誘電体膜を電荷保
持用のキャパシタとして用いた不揮発性記憶装置であ
り、高速性、低消費電力、高集積性および耐書換え特性
に優れている。強誘電体膜に電界をかけて分極を生じさ
せると、電界を除去した後もその分極が保持される。こ
れにより、不揮発性記憶機能が実現される。
持用のキャパシタとして用いた不揮発性記憶装置であ
り、高速性、低消費電力、高集積性および耐書換え特性
に優れている。強誘電体膜に電界をかけて分極を生じさ
せると、電界を除去した後もその分極が保持される。こ
れにより、不揮発性記憶機能が実現される。
【０００３】図５は、強誘電体メモリのセル構造を示す
断面図である。半導体基板１の表面においてフィールド
酸化膜２によって分離された素子形成領域には、不純物
拡散層３，４が間隔を開けて形成されており、これらの
不純物拡散層３，４の間の半導体基板１の表面には、ゲ
ート絶縁膜５を介在させてゲート電極６が形成されてい
る。このようにして、トランジスタＴＲが形成されてい
る。
断面図である。半導体基板１の表面においてフィールド
酸化膜２によって分離された素子形成領域には、不純物
拡散層３，４が間隔を開けて形成されており、これらの
不純物拡散層３，４の間の半導体基板１の表面には、ゲ
ート絶縁膜５を介在させてゲート電極６が形成されてい
る。このようにして、トランジスタＴＲが形成されてい
る。
【０００４】ゲート電極６は、第１層間絶縁膜７により
被覆されており、この第１層間絶縁膜７上には、下部電
極１１および上部電極１２により強誘電体膜１０を挟持
して形成したキャパシタ構造Ｃが設けられている。上部
電極１２は、第２層間絶縁膜８により被覆されている。
そして、この第２層間絶縁膜８上に形成された第１アル
ミニウム配線９は、コンタクト孔１４，１５を介して上
部電極１２および不純物拡散層４と接合されていて、上
部電極１２と不純物拡散層４とを電気的に接続してい
る。
被覆されており、この第１層間絶縁膜７上には、下部電
極１１および上部電極１２により強誘電体膜１０を挟持
して形成したキャパシタ構造Ｃが設けられている。上部
電極１２は、第２層間絶縁膜８により被覆されている。
そして、この第２層間絶縁膜８上に形成された第１アル
ミニウム配線９は、コンタクト孔１４，１５を介して上
部電極１２および不純物拡散層４と接合されていて、上
部電極１２と不純物拡散層４とを電気的に接続してい
る。
【０００５】このセル構造の強誘電体メモリにおいて、
不純物拡散層３は、ビットラインを形成し、ゲート電極
６はワードラインを形成し、下部電極１１はプレートラ
インを形成する。そこで、ビットライン（不純物拡散層
３）とプレートライン（下部電極１１）との間に適当な
書込み電圧を印加するとともに、ワードライン（ゲート
電極６）に選択電圧を印加してトランジスタＴＲを導通
させると、強誘電体膜１０に電界を印加できる。これに
より、強誘電体膜１０には、印加された電界の方向およ
び強さに応じた分極を生じさせることができる。
不純物拡散層３は、ビットラインを形成し、ゲート電極
６はワードラインを形成し、下部電極１１はプレートラ
インを形成する。そこで、ビットライン（不純物拡散層
３）とプレートライン（下部電極１１）との間に適当な
書込み電圧を印加するとともに、ワードライン（ゲート
電極６）に選択電圧を印加してトランジスタＴＲを導通
させると、強誘電体膜１０に電界を印加できる。これに
より、強誘電体膜１０には、印加された電界の方向およ
び強さに応じた分極を生じさせることができる。
【０００６】読出し時には、ワードライン（ゲート電極
６）に適当な選択電圧を印加してトランジスタＴＲを導
通させるとともに、プレートライン（下部電極１１）に
適当な読出し電圧を印加する。このとき、ビットライン
（不純物拡散層３）に表れる電位は、強誘電体膜１０の
分極の方向に応じて、２つの異なる電位のうちのいずれ
かとなる。これに基づき、このセルが「１」の状態であ
るのか「０」の状態であるのかを調べることができる。
６）に適当な選択電圧を印加してトランジスタＴＲを導
通させるとともに、プレートライン（下部電極１１）に
適当な読出し電圧を印加する。このとき、ビットライン
（不純物拡散層３）に表れる電位は、強誘電体膜１０の
分極の方向に応じて、２つの異なる電位のうちのいずれ
かとなる。これに基づき、このセルが「１」の状態であ
るのか「０」の状態であるのかを調べることができる。
【０００７】図５に示されているように、多層配線が必
要な場合には、第１アルミニウム配線９は、さらに第３
層間絶縁膜１６で被覆される。そして、この第３層間絶
縁膜１６上にさらに第２アルミニウム配線１７が形成さ
れ、この第２アルミニウム配線１７は、コンタクト孔１
８を介して第１アルミニウム配線９に接続される。第２
アルミニウム配線１７は、さらに、保護膜１９で覆われ
ることになる。
要な場合には、第１アルミニウム配線９は、さらに第３
層間絶縁膜１６で被覆される。そして、この第３層間絶
縁膜１６上にさらに第２アルミニウム配線１７が形成さ
れ、この第２アルミニウム配線１７は、コンタクト孔１
８を介して第１アルミニウム配線９に接続される。第２
アルミニウム配線１７は、さらに、保護膜１９で覆われ
ることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】強誘電体膜の材料に
は、ＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O3 ）系のものとＳＢＴ（SrBi2T
a2O9）系のものに代表される複合酸化物強誘電体が一般
に用いられている。これらは、いずれも酸化物であるが
ゆえに、還元雰囲気に弱く、たとえば、ＳｉＨ4 を用い
る層間絶縁膜形成プロセスや、Ｐ−Ｎ接合の安定化やコ
ンタクトのオーミック性改善などのためのＨ2 シンター
などの工程を通すと、キャパシタ特性が劣化するおそれ
がある。
は、ＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O3 ）系のものとＳＢＴ（SrBi2T
a2O9）系のものに代表される複合酸化物強誘電体が一般
に用いられている。これらは、いずれも酸化物であるが
ゆえに、還元雰囲気に弱く、たとえば、ＳｉＨ4 を用い
る層間絶縁膜形成プロセスや、Ｐ−Ｎ接合の安定化やコ
ンタクトのオーミック性改善などのためのＨ2 シンター
などの工程を通すと、キャパシタ特性が劣化するおそれ
がある。
【０００９】具体的には、図５のセル構造を作成する場
合には、強誘電体膜１０の形成後に、第２および第３層
間絶縁膜８，１６および保護膜１９が形成されるから、
強誘電体膜１０が還元雰囲気中にさらされることは避け
られない。また、強誘電体は、圧電特性を併せ持つの
で、層間絶縁膜や保護膜などによる応力に非常に敏感
で、特性の偏りが発生する場合がある。
合には、強誘電体膜１０の形成後に、第２および第３層
間絶縁膜８，１６および保護膜１９が形成されるから、
強誘電体膜１０が還元雰囲気中にさらされることは避け
られない。また、強誘電体は、圧電特性を併せ持つの
で、層間絶縁膜や保護膜などによる応力に非常に敏感
で、特性の偏りが発生する場合がある。
【００１０】したがって、強誘電体膜１０は、当該強誘
電体膜１０の形成後の後工程において形成される上部電
極１２、第２および第３層間絶縁膜８，１６、第１およ
び第２アルニミウム配線９，１７ならびに保護膜１９か
らの応力を受けるので、必ずしも設計どおりのキャパシ
タ特性を有することができないおそれがある。さらに、
強誘電体膜１０を形成した後の工程では、上部電極１２
や第１および第２アルミニウム配線９，１７などをパタ
ーニングするためのエッチング処理が不可避であるが、
このエッチング処理により、強誘電体膜１０がダメージ
を受ける。このこともまた、強誘電体膜１０のキャパシ
タ特性の劣化の一因となっている。
電体膜１０の形成後の後工程において形成される上部電
極１２、第２および第３層間絶縁膜８，１６、第１およ
び第２アルニミウム配線９，１７ならびに保護膜１９か
らの応力を受けるので、必ずしも設計どおりのキャパシ
タ特性を有することができないおそれがある。さらに、
強誘電体膜１０を形成した後の工程では、上部電極１２
や第１および第２アルミニウム配線９，１７などをパタ
ーニングするためのエッチング処理が不可避であるが、
このエッチング処理により、強誘電体膜１０がダメージ
を受ける。このこともまた、強誘電体膜１０のキャパシ
タ特性の劣化の一因となっている。
【００１１】上述のような強誘電体膜１０の特性劣化
は、酸素雰囲気中における５５０℃〜６００℃の熱処理
により、回復可能であることが知られている。ところ
が、このような高温による熱処理は、トランジスタＴＲ
の特性劣化を引き起こすうえ、アルミニウム配線９，１
７の融解を引き起こす。そのため、とくに、アルミニウ
ム配線９を形成した後には、４００℃以上の熱処理を施
すことができない。
は、酸素雰囲気中における５５０℃〜６００℃の熱処理
により、回復可能であることが知られている。ところ
が、このような高温による熱処理は、トランジスタＴＲ
の特性劣化を引き起こすうえ、アルミニウム配線９，１
７の融解を引き起こす。そのため、とくに、アルミニウ
ム配線９を形成した後には、４００℃以上の熱処理を施
すことができない。
【００１２】したがって、強誘電体メモリのキャパシタ
膜として用いられる強誘電体膜１０については、事実
上、特性劣化を回復する手段がなく、そのために、必ず
しも良好な特性の強誘電体膜を有する強誘電体メモリを
実現することができなかった。そこで、この発明の目的
は、上述の技術的課題を解決し、機能性薄膜の特性劣化
の回復を良好に行って、優れた特性の半導体装置を製造
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
膜として用いられる強誘電体膜１０については、事実
上、特性劣化を回復する手段がなく、そのために、必ず
しも良好な特性の強誘電体膜を有する強誘電体メモリを
実現することができなかった。そこで、この発明の目的
は、上述の技術的課題を解決し、機能性薄膜の特性劣化
の回復を良好に行って、優れた特性の半導体装置を製造
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
【００１３】また、この発明のより具体的な目的は、機
能性薄膜の特性劣化の回復を比較的低温の熱処理により
実現できるようにして、機能性薄膜の特性劣化を良好に
回復することができる半導体装置の製造方法を提供する
ことである。この発明のさらに具体的な目的は、機能性
薄膜としての強誘電体膜の特性劣化を良好に回復するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
能性薄膜の特性劣化の回復を比較的低温の熱処理により
実現できるようにして、機能性薄膜の特性劣化を良好に
回復することができる半導体装置の製造方法を提供する
ことである。この発明のさらに具体的な目的は、機能性
薄膜としての強誘電体膜の特性劣化を良好に回復するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、半導体基
板上に機能性薄膜を形成する工程と、この機能性薄膜が
形成された後の工程の影響による上記機能性薄膜の特性
劣化を回復するための回復工程とを含み、上記回復工程
は、熱以外のエネルギーを上記機能性薄膜に与える処理
工程と、熱エネルギーを上記機能性薄膜に与える熱処理
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、半導体基
板上に機能性薄膜を形成する工程と、この機能性薄膜が
形成された後の工程の影響による上記機能性薄膜の特性
劣化を回復するための回復工程とを含み、上記回復工程
は、熱以外のエネルギーを上記機能性薄膜に与える処理
工程と、熱エネルギーを上記機能性薄膜に与える熱処理
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
【００１５】上記回復工程における熱以外のエネルギー
を機能性薄膜に与える処理工程と熱処理工程とは、いず
れか一方を先に行い、他方を後に行ってもよいが、両工
程を同時に行うことが好ましい。本発明によれば、熱以
外のエネルギーと熱エネルギーとを併用して、機能性薄
膜の特性劣化の回復が図られる。そのため、回復工程に
おいて半導体基板に与えられる熱エネルギーは比較的少
なくてよい。これにより、機能性薄膜以外の部分に対す
る熱の影響が少なくなる。その一方で、機能性薄膜に
は、熱以外のエネルギーと熱エネルギーとの併用によ
り、十分なエネルギーを供給することができる。これに
より、回復工程を経た機能性薄膜は、良好な特性を有す
ることができる。つまり、機能性薄膜の特性劣化を、比
較的低温の熱処理により良好に実現できる。
を機能性薄膜に与える処理工程と熱処理工程とは、いず
れか一方を先に行い、他方を後に行ってもよいが、両工
程を同時に行うことが好ましい。本発明によれば、熱以
外のエネルギーと熱エネルギーとを併用して、機能性薄
膜の特性劣化の回復が図られる。そのため、回復工程に
おいて半導体基板に与えられる熱エネルギーは比較的少
なくてよい。これにより、機能性薄膜以外の部分に対す
る熱の影響が少なくなる。その一方で、機能性薄膜に
は、熱以外のエネルギーと熱エネルギーとの併用によ
り、十分なエネルギーを供給することができる。これに
より、回復工程を経た機能性薄膜は、良好な特性を有す
ることができる。つまり、機能性薄膜の特性劣化を、比
較的低温の熱処理により良好に実現できる。
【００１６】請求項２記載の発明は、上記機能性薄膜
が、複合酸化物薄膜であることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法である。上記複合酸化物膜を
構成する複合酸化物としては、ＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O3 ）
およびＳＢＴ（SrBi2Ta2O9）を例示することができる。
複合酸化物膜は、絶縁膜形成プロセスやＨ2 シンターな
どの工程において還元雰囲気にさらされると、特性（と
くにキャパシタ特性）が劣化する。そのため、上述の回
復工程による機能回復が必要とされる場合が多い。
が、複合酸化物薄膜であることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法である。上記複合酸化物膜を
構成する複合酸化物としては、ＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O3 ）
およびＳＢＴ（SrBi2Ta2O9）を例示することができる。
複合酸化物膜は、絶縁膜形成プロセスやＨ2 シンターな
どの工程において還元雰囲気にさらされると、特性（と
くにキャパシタ特性）が劣化する。そのため、上述の回
復工程による機能回復が必要とされる場合が多い。
【００１７】請求項３記載の発明は、上記回復工程が、
上記機能性薄膜が形成された半導体基板の表面に酸化性
ガスを導入する酸素導入工程をさらに含むことを特徴と
する請求項１または２記載の半導体装置の製造方法であ
る。酸化性ガスは、酸素を含むガスであり、酸素ガス
（Ｏ2 ）、オゾン（Ｏ3 ）、ＮＯx などを例示できる。
上記機能性薄膜が形成された半導体基板の表面に酸化性
ガスを導入する酸素導入工程をさらに含むことを特徴と
する請求項１または２記載の半導体装置の製造方法であ
る。酸化性ガスは、酸素を含むガスであり、酸素ガス
（Ｏ2 ）、オゾン（Ｏ3 ）、ＮＯx などを例示できる。
【００１８】この酸素導入工程は、非熱処理工程および
／または熱処理工程と同時に行われることが好ましい。
この発明によれば、機能性薄膜の特性を回復させる回復
工程において、半導体基板を酸素ガス雰囲気中に置くこ
とができる。これにより、還元雰囲気にさらされて特性
が劣化した機能性薄膜の酸化を促進できるから、その特
性を良好に回復できる。したがって、酸素導入工程は、
機能性薄膜が複合酸化物からなる場合にとくに効果があ
る。
／または熱処理工程と同時に行われることが好ましい。
この発明によれば、機能性薄膜の特性を回復させる回復
工程において、半導体基板を酸素ガス雰囲気中に置くこ
とができる。これにより、還元雰囲気にさらされて特性
が劣化した機能性薄膜の酸化を促進できるから、その特
性を良好に回復できる。したがって、酸素導入工程は、
機能性薄膜が複合酸化物からなる場合にとくに効果があ
る。
【００１９】請求項４記載の発明は、上記熱以外のエネ
ルギーを上記機能性薄膜に与える処理工程が、酸素活性
化粒子雰囲気中に上記機能性薄膜が形成された半導体基
板を置く酸素活性化粒子処理工程を含むことを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法である。上記酸素活性化粒子としては、オゾン、
酸素ラジカルおよびプラズマを例示することができる。
ルギーを上記機能性薄膜に与える処理工程が、酸素活性
化粒子雰囲気中に上記機能性薄膜が形成された半導体基
板を置く酸素活性化粒子処理工程を含むことを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法である。上記酸素活性化粒子としては、オゾン、
酸素ラジカルおよびプラズマを例示することができる。
【００２０】この発明によれば、酸素活性化粒子雰囲気
中に半導体基板を置くことにより、機能性薄膜にエネル
ギーを与え、この機能性薄膜の特性劣化を回復すること
ができる。とくに、機能性薄膜が複合酸化物からなって
いる場合には、雰囲気中の酸素が活性化されることによ
り、そのダメージを回復できる。この場合に、半導体基
板付近に酸素ガスなどの酸化性ガスが導入されることが
さらに好ましく、これにより、さらに効果的に機能性薄
膜の特性を回復させることができる。
中に半導体基板を置くことにより、機能性薄膜にエネル
ギーを与え、この機能性薄膜の特性劣化を回復すること
ができる。とくに、機能性薄膜が複合酸化物からなって
いる場合には、雰囲気中の酸素が活性化されることによ
り、そのダメージを回復できる。この場合に、半導体基
板付近に酸素ガスなどの酸化性ガスが導入されることが
さらに好ましく、これにより、さらに効果的に機能性薄
膜の特性を回復させることができる。
【００２１】請求項５記載の発明は、上記熱以外のエネ
ルギーを上記機能性薄膜に与える処理工程が、上記機能
性薄膜に電磁波を供給する電磁波供給工程を含むことを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法である。上記電磁波としては、紫外線お
よびマイクロ波を例示することができる。この発明によ
れば、機能性薄膜に電磁波を供給することにより、熱以
外のエネルギーを供給して、機能性薄膜の特性を回復さ
せることができる。
ルギーを上記機能性薄膜に与える処理工程が、上記機能
性薄膜に電磁波を供給する電磁波供給工程を含むことを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法である。上記電磁波としては、紫外線お
よびマイクロ波を例示することができる。この発明によ
れば、機能性薄膜に電磁波を供給することにより、熱以
外のエネルギーを供給して、機能性薄膜の特性を回復さ
せることができる。
【００２２】請求項６記載の発明は、上記機能性薄膜
が、強誘電体膜であることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。こ
の発明によれば、強誘電体膜の形成後の種々の工程によ
って、強誘電体膜のキャパシタ特性や分極特性が劣化し
た場合に、この特性劣化を良好に回復することができ
る。
が、強誘電体膜であることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。こ
の発明によれば、強誘電体膜の形成後の種々の工程によ
って、強誘電体膜のキャパシタ特性や分極特性が劣化し
た場合に、この特性劣化を良好に回復することができ
る。
【００２３】請求項７記載の発明は、上記半導体装置
は、上記強誘電体膜を電荷保持膜として用いた強誘電体
記憶装置であることを特徴とする請求項６記載の半導体
装置の製造方法である。この発明によれば、回復工程に
よって、強誘電体膜のキャパシタ特性および分極特性を
良好に回復することができるので、優れた特性の記憶装
置（メモリ）を実現できる。
は、上記強誘電体膜を電荷保持膜として用いた強誘電体
記憶装置であることを特徴とする請求項６記載の半導体
装置の製造方法である。この発明によれば、回復工程に
よって、強誘電体膜のキャパシタ特性および分極特性を
良好に回復することができるので、優れた特性の記憶装
置（メモリ）を実現できる。
【００２４】請求項８記載の発明は、上記回復工程より
も前に、上記半導体基板上に配線を形成するための配線
形成工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法である。この発明
によれば、特性が劣化した機能性薄膜の機能回復のため
の回復工程では、熱エネルギーと熱以外のエネルギーと
が併用されるので、比較的低温でその特性を回復するこ
とができる。これにより、配線にダメージを与えること
なく、機能性薄膜の特性を回復できるから、良好な特性
の半導体装置を実現することができる。
も前に、上記半導体基板上に配線を形成するための配線
形成工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法である。この発明
によれば、特性が劣化した機能性薄膜の機能回復のため
の回復工程では、熱エネルギーと熱以外のエネルギーと
が併用されるので、比較的低温でその特性を回復するこ
とができる。これにより、配線にダメージを与えること
なく、機能性薄膜の特性を回復できるから、良好な特性
の半導体装置を実現することができる。
【００２５】すなわち、請求項９に記載のように、上記
熱処理工程を、上記半導体基板の温度が、上記配線が劣
化しないように定められた所定温度を超えないように行
うようにすれば、配線にダメージを与えることがない。
たとえば、上記配線がアルミニウムで形成される場合に
は、上記所定温度は、４００℃程度以下とされることが
好ましい。
熱処理工程を、上記半導体基板の温度が、上記配線が劣
化しないように定められた所定温度を超えないように行
うようにすれば、配線にダメージを与えることがない。
たとえば、上記配線がアルミニウムで形成される場合に
は、上記所定温度は、４００℃程度以下とされることが
好ましい。
【００２６】請求項１０記載の発明は、上記回復工程よ
りも前に、上記半導体基板に機能素子を形成するための
素子形成工程を含むことを特徴とする請求項１ないし９
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。上記
機能素子としては、電界効果トランジスタなどのトラン
ジスタや、キャパシタ、抵抗器などを例示することがで
きる。
りも前に、上記半導体基板に機能素子を形成するための
素子形成工程を含むことを特徴とする請求項１ないし９
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。上記
機能素子としては、電界効果トランジスタなどのトラン
ジスタや、キャパシタ、抵抗器などを例示することがで
きる。
【００２７】この発明によれば、比較的低温で機能性薄
膜の特性を回復できることにより、回復工程よりも前に
形成された機能素子にダメージを与えることがない。こ
れにより、良好な特性の半導体装置を実現できる。すな
わち、請求項１１に記載のように、上記熱処理工程を、
上記半導体基板の温度が、上記機能素子が劣化しないよ
うに定められた所定温度を超えないように行うようにす
れば、機能素子の特性が劣化することがない。
膜の特性を回復できることにより、回復工程よりも前に
形成された機能素子にダメージを与えることがない。こ
れにより、良好な特性の半導体装置を実現できる。すな
わち、請求項１１に記載のように、上記熱処理工程を、
上記半導体基板の温度が、上記機能素子が劣化しないよ
うに定められた所定温度を超えないように行うようにす
れば、機能素子の特性が劣化することがない。
【００２８】たとえば、半導体基板に形成されたトラン
ジスタなどの機能素子を保護するためには、上記所定温
度は、４００℃程度以下とされることが好ましい。
ジスタなどの機能素子を保護するためには、上記所定温
度は、４００℃程度以下とされることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、図５
に示されたセル構造を有する強誘電体メモリを製造する
ための製造工程を表す流れ図である。この図１と上述の
図５とを参照して、この発明の一実施形態について説明
する。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、図５
に示されたセル構造を有する強誘電体メモリを製造する
ための製造工程を表す流れ図である。この図１と上述の
図５とを参照して、この発明の一実施形態について説明
する。
【００３０】まず、半導体基板１上にフィールド酸化膜
２が形成され、さらに、不純物拡散層３，４、ゲート絶
縁膜５およびゲート電極６が形成されて、機能素子とし
てのトランジスタＴＲが形成される（ステップＳ１）。
続いて、第１層間絶縁膜７が形成されてゲート電極６が
被覆される（ステップＳ２）。その後、キャパシタ構造
Ｃを形成するために下部電極１１が、トランジスタＴＲ
のほぼ上方の位置において、第１層間絶縁膜７上に形成
される（ステップＳ３）。この第１層間絶縁膜７上に強
誘電体膜１０が積層され（ステップＳ４）。これらは、
同じパターンにパターニングされる。
２が形成され、さらに、不純物拡散層３，４、ゲート絶
縁膜５およびゲート電極６が形成されて、機能素子とし
てのトランジスタＴＲが形成される（ステップＳ１）。
続いて、第１層間絶縁膜７が形成されてゲート電極６が
被覆される（ステップＳ２）。その後、キャパシタ構造
Ｃを形成するために下部電極１１が、トランジスタＴＲ
のほぼ上方の位置において、第１層間絶縁膜７上に形成
される（ステップＳ３）。この第１層間絶縁膜７上に強
誘電体膜１０が積層され（ステップＳ４）。これらは、
同じパターンにパターニングされる。
【００３１】強誘電体膜１０の形成工程は、たとえば、
ゾル・ゲル法により行われる。ゾル・ゲル法とは、液体
（ゾル）状の原料を基板上にコーティングして、熱処理
により焼成して所要の膜を得る方法である。ＰＺＴのゾ
ル・ゲル法では、たとえば、出発原料として、Pb(CH3CO
O)2 ・3H2O、Zr(n-OC4H9)4、Ti(i-OC3H7)4の２−メトキ
シエタノールを溶媒とした溶液などが用いられる。この
溶液をスピンコーティングにより基板上に塗布し、１５
０℃〜１８０℃で乾燥させた後に、乾燥空気雰囲気中で
４００℃、３０分の仮焼成を行う。所定の膜厚になるま
でこの工程を繰り返し、最後に、６００℃〜７００℃で
熱処理して、膜全体を結晶化させる。
ゾル・ゲル法により行われる。ゾル・ゲル法とは、液体
（ゾル）状の原料を基板上にコーティングして、熱処理
により焼成して所要の膜を得る方法である。ＰＺＴのゾ
ル・ゲル法では、たとえば、出発原料として、Pb(CH3CO
O)2 ・3H2O、Zr(n-OC4H9)4、Ti(i-OC3H7)4の２−メトキ
シエタノールを溶媒とした溶液などが用いられる。この
溶液をスピンコーティングにより基板上に塗布し、１５
０℃〜１８０℃で乾燥させた後に、乾燥空気雰囲気中で
４００℃、３０分の仮焼成を行う。所定の膜厚になるま
でこの工程を繰り返し、最後に、６００℃〜７００℃で
熱処理して、膜全体を結晶化させる。
【００３２】この他、強誘電体膜１０の形成には、スパ
ッタリング法、ＭＯＣＶＤ（MetalOrganic Chemical Va
por Deposition ）法、ＭＯＤ（Metal Organic Decompo
sition ）法、レーザーアブレーション法、イオンビー
ムスパッタ法などが適用可能である。強誘電体膜１０の
形成後には、上部電極１２が強誘電体膜１０上に形成さ
れてエッチングによりパターニングされる（ステップＳ
５）。
ッタリング法、ＭＯＣＶＤ（MetalOrganic Chemical Va
por Deposition ）法、ＭＯＤ（Metal Organic Decompo
sition ）法、レーザーアブレーション法、イオンビー
ムスパッタ法などが適用可能である。強誘電体膜１０の
形成後には、上部電極１２が強誘電体膜１０上に形成さ
れてエッチングによりパターニングされる（ステップＳ
５）。
【００３３】その後、たとえば、ＳｉＨ4 などを原料ガ
スとして用いたＣＶＤ法などにより、シリコン酸化物等
の絶縁物からなる第２層間絶縁膜８が基板全面に形成さ
れる（ステップＳ６）。そして、エッチングによりコン
タクト孔１４，１５が、第１および第２層間絶縁膜７，
８に開口されて、上部電極１２および不純物拡散層４が
露出させられる。
スとして用いたＣＶＤ法などにより、シリコン酸化物等
の絶縁物からなる第２層間絶縁膜８が基板全面に形成さ
れる（ステップＳ６）。そして、エッチングによりコン
タクト孔１４，１５が、第１および第２層間絶縁膜７，
８に開口されて、上部電極１２および不純物拡散層４が
露出させられる。
【００３４】次いで、たとえば、スパッタ法により、第
２層間絶縁膜８上にアルミニウムが堆積させられ、これ
をエッチングによりパターニングして第１アルミニウム
配線９が形成される（ステップＳ７）。次いで、たとえ
ば、ＳｉＨ4 などを原料ガスとして用いたＣＶＤ法など
により、シリコン酸化物等の絶縁物からなる第３層間絶
縁膜１６が基板全面に形成される（ステップＳ８）。そ
して、この第３層間絶縁膜１６には、エッチングによ
り、第１アルミニウム配線９に達するコンタクト孔１８
が開口される。
２層間絶縁膜８上にアルミニウムが堆積させられ、これ
をエッチングによりパターニングして第１アルミニウム
配線９が形成される（ステップＳ７）。次いで、たとえ
ば、ＳｉＨ4 などを原料ガスとして用いたＣＶＤ法など
により、シリコン酸化物等の絶縁物からなる第３層間絶
縁膜１６が基板全面に形成される（ステップＳ８）。そ
して、この第３層間絶縁膜１６には、エッチングによ
り、第１アルミニウム配線９に達するコンタクト孔１８
が開口される。
【００３５】これに引き続き、たとえば、スパッタ法に
より、第３層間絶縁膜１６上にアルミニウムが堆積させ
られ、これをエッチングによりパターニングしてアルミ
ニウム配線１７が形成される（ステップＳ９）。次い
で、基板全面に保護膜１９が形成される（ステップＳ１
０）。保護膜１９は、たとえば、シリコン酸化物からな
り、この場合には、ＳｉＨ4 などを原料ガスとして用い
たＣＶＤ法などにより形成することができる。
より、第３層間絶縁膜１６上にアルミニウムが堆積させ
られ、これをエッチングによりパターニングしてアルミ
ニウム配線１７が形成される（ステップＳ９）。次い
で、基板全面に保護膜１９が形成される（ステップＳ１
０）。保護膜１９は、たとえば、シリコン酸化物からな
り、この場合には、ＳｉＨ4 などを原料ガスとして用い
たＣＶＤ法などにより形成することができる。
【００３６】このようにしてセル構造が完成すると、次
に、強誘電体膜１０の特性劣化を回復するための回復工
程が実行される（ステップＳ２０）。強誘電体膜１０を
形成した後の後工程の影響による強誘電体膜１０の特性
劣化については、既に「発明が解決しようとする課題」
の項で詳細に説明したので、再度の言及は省く。図２
は、上記回復工程を実行するための処理装置の構成例を
示す図解図である。この処理装置は、処理室３１内に、
ウエハホルダ３２を備えている。ウエハホルダ３２は、
ほぼ水平なウエハ保持面３２ａを上面に有しており、こ
のウエハ保持面３２ａに半導体基板１を構成するウエハ
Ｗ（図１のステップＳ１ないしＳ１０の工程を経たも
の）を保持できるようになっている。ウエハホルダ３２
は、鉛直方向に沿って配置された回転軸３３の上端に取
り付けられた板状体からなり、回転軸３３を回転駆動機
構３４によって回転させることにより、ウエハＷを保持
した状態で鉛直な回転軸線まわりに回転するようになっ
ている。
に、強誘電体膜１０の特性劣化を回復するための回復工
程が実行される（ステップＳ２０）。強誘電体膜１０を
形成した後の後工程の影響による強誘電体膜１０の特性
劣化については、既に「発明が解決しようとする課題」
の項で詳細に説明したので、再度の言及は省く。図２
は、上記回復工程を実行するための処理装置の構成例を
示す図解図である。この処理装置は、処理室３１内に、
ウエハホルダ３２を備えている。ウエハホルダ３２は、
ほぼ水平なウエハ保持面３２ａを上面に有しており、こ
のウエハ保持面３２ａに半導体基板１を構成するウエハ
Ｗ（図１のステップＳ１ないしＳ１０の工程を経たも
の）を保持できるようになっている。ウエハホルダ３２
は、鉛直方向に沿って配置された回転軸３３の上端に取
り付けられた板状体からなり、回転軸３３を回転駆動機
構３４によって回転させることにより、ウエハＷを保持
した状態で鉛直な回転軸線まわりに回転するようになっ
ている。
【００３７】ウエハホルダ３２には、ヒータ４５が内蔵
されている。このヒータ４５は、ヒータ駆動源４６から
の電力を得て発熱し、ウエハ保持面３２ａに保持された
ウエハＷを加熱する熱処理手段を構成している。処理室
３１内には、さらに、ウエハホルダ３２のウエハ保持面
３２ａに対向する位置に、直径の異なる複数の円環状紫
外線ランプ３５，３６，３７が、ほぼ同心に配置されて
いる。これらの紫外線ランプ３５，３６，３７は、ラン
プ駆動源３８からの電力を得て、ウエハＷに向けて紫外
線を発生する紫外線処理手段（非熱処理手段、熱エネル
ギー以外のエネルギーによる処理手段）を構成してい
る。
されている。このヒータ４５は、ヒータ駆動源４６から
の電力を得て発熱し、ウエハ保持面３２ａに保持された
ウエハＷを加熱する熱処理手段を構成している。処理室
３１内には、さらに、ウエハホルダ３２のウエハ保持面
３２ａに対向する位置に、直径の異なる複数の円環状紫
外線ランプ３５，３６，３７が、ほぼ同心に配置されて
いる。これらの紫外線ランプ３５，３６，３７は、ラン
プ駆動源３８からの電力を得て、ウエハＷに向けて紫外
線を発生する紫外線処理手段（非熱処理手段、熱エネル
ギー以外のエネルギーによる処理手段）を構成してい
る。
【００３８】図３は、紫外線ランプ３５，３６，３７の
底面図である。紫外線ランプ３５，３６，３７の配置位
置を回避した位置には、複数のオゾン吐出口３９が、ウ
エハ保持面３２ａに保持されたウエハＷに対向するよう
に配置されている。オゾン吐出口３９には、オゾナイザ
４０（図２参照）が発生するオゾンが、オゾン供給管４
１を介して供給されるようになっている。すなわち、オ
ゾン吐出口３９、オゾナイザ４０およびオゾン供給管４
１は、酸素活性化粒子処理手段の一種としてのオゾン処
理手段を構成している。
底面図である。紫外線ランプ３５，３６，３７の配置位
置を回避した位置には、複数のオゾン吐出口３９が、ウ
エハ保持面３２ａに保持されたウエハＷに対向するよう
に配置されている。オゾン吐出口３９には、オゾナイザ
４０（図２参照）が発生するオゾンが、オゾン供給管４
１を介して供給されるようになっている。すなわち、オ
ゾン吐出口３９、オゾナイザ４０およびオゾン供給管４
１は、酸素活性化粒子処理手段の一種としてのオゾン処
理手段を構成している。
【００３９】さらに、処理室３１内において、ウエハホ
ルダ３２の側方の位置には、ウエハＷの表面に酸素ガス
を供給するための酸素吐出口４２が配置されている。こ
の酸素吐出口４２には、酸素供給源４３からの酸素が、
酸素ガス供給管４４を介して供給されるようになってい
る。上記の構成により、回復工程においては、ウエハＷ
がウエハホルダ３２のウエハ保持面３２ａに保持され、
この状態で、ヒータ駆動源４６によってヒータ４５が通
電される（熱処理工程）とともに、ランプ駆動源３８に
よって紫外線ランプ３５，３６，３７が通電される（電
磁波供給工程、熱以外のエネルギーによる処理工程）。
これにより、ウエハＷには熱エネルギーが供給されて熱
処理が施されるとともに、紫外線のエネルギーが供給さ
れて非熱処理（非熱エネルギー処理：熱以外のエネルギ
ーを用いた処理）が同時に施される。
ルダ３２の側方の位置には、ウエハＷの表面に酸素ガス
を供給するための酸素吐出口４２が配置されている。こ
の酸素吐出口４２には、酸素供給源４３からの酸素が、
酸素ガス供給管４４を介して供給されるようになってい
る。上記の構成により、回復工程においては、ウエハＷ
がウエハホルダ３２のウエハ保持面３２ａに保持され、
この状態で、ヒータ駆動源４６によってヒータ４５が通
電される（熱処理工程）とともに、ランプ駆動源３８に
よって紫外線ランプ３５，３６，３７が通電される（電
磁波供給工程、熱以外のエネルギーによる処理工程）。
これにより、ウエハＷには熱エネルギーが供給されて熱
処理が施されるとともに、紫外線のエネルギーが供給さ
れて非熱処理（非熱エネルギー処理：熱以外のエネルギ
ーを用いた処理）が同時に施される。
【００４０】回復工程では、さらに、オゾナイザ４０か
らオゾン供給管４１を介して、オゾン吐出口３９より、
ウエハＷの表面にオゾンが供給され（酸素活性化粒子処
理工程）、かつ、酸素ガス供給源４３からは、酸素ガス
供給管４４を介して酸化性ガスとしての酸素ガスが供給
される（酸素導入工程）。これにより、ウエハＷにはオ
ゾンからのエネルギー供給による非熱処理が併せて施さ
れる。また、ウエハＷは、酸素雰囲気中に置かれるか
ら、酸化反応を良好に進行させることができる。
らオゾン供給管４１を介して、オゾン吐出口３９より、
ウエハＷの表面にオゾンが供給され（酸素活性化粒子処
理工程）、かつ、酸素ガス供給源４３からは、酸素ガス
供給管４４を介して酸化性ガスとしての酸素ガスが供給
される（酸素導入工程）。これにより、ウエハＷにはオ
ゾンからのエネルギー供給による非熱処理が併せて施さ
れる。また、ウエハＷは、酸素雰囲気中に置かれるか
ら、酸化反応を良好に進行させることができる。
【００４１】ウエハＷの処理中は、終始、回転駆動機構
３４が付勢され、ウエハＷを保持した状態のウエハホル
ダ３２が回転させられる。これにより、ウエハＷの各部
に対して、紫外線ランプ３５，３６，３７からの紫外線
を均一に照射でき、かつ、オゾンおよび酸素ガスを均一
に供給できる。ヒータ駆動源４６からのヒータ４５への
通電は、ウエハＷの温度が、アルミニウム配線９，１７
（図５参照）の融解が生じない４００℃程度となるよう
に制御される。この比較的低温の熱処理のみでは、図１
のステップＳ５〜Ｓ１０の各工程において生じた強誘電
体膜１０の特性劣化を回復するのに十分ではないが、こ
の実施形態では、紫外線の照射およびオゾンの供給によ
って不足のエネルギーを補うことができ、これにより、
強誘電体膜１０の特性を良好に回復させることができ
る。
３４が付勢され、ウエハＷを保持した状態のウエハホル
ダ３２が回転させられる。これにより、ウエハＷの各部
に対して、紫外線ランプ３５，３６，３７からの紫外線
を均一に照射でき、かつ、オゾンおよび酸素ガスを均一
に供給できる。ヒータ駆動源４６からのヒータ４５への
通電は、ウエハＷの温度が、アルミニウム配線９，１７
（図５参照）の融解が生じない４００℃程度となるよう
に制御される。この比較的低温の熱処理のみでは、図１
のステップＳ５〜Ｓ１０の各工程において生じた強誘電
体膜１０の特性劣化を回復するのに十分ではないが、こ
の実施形態では、紫外線の照射およびオゾンの供給によ
って不足のエネルギーを補うことができ、これにより、
強誘電体膜１０の特性を良好に回復させることができ
る。
【００４２】図４は、強誘電体膜１０のスイッチング電
荷量（残留分極）の測定値例を示すグラフである。図５
に示されたセル構造を有する強誘電体メモリにおいて、
第１アルミニウム配線９が形成された後の状態（その後
の第３層間絶縁膜１６等の形成工程を行う前の状態）、
第２アルミニウム配線１７および保護膜１９を形成した
後の状態（回復工程を行う前の状態）、ならびに上記回
復工程（ＵＶアニール）を行った後の状態について、そ
れぞれ、スイッチング電荷量が測定されている。
荷量（残留分極）の測定値例を示すグラフである。図５
に示されたセル構造を有する強誘電体メモリにおいて、
第１アルミニウム配線９が形成された後の状態（その後
の第３層間絶縁膜１６等の形成工程を行う前の状態）、
第２アルミニウム配線１７および保護膜１９を形成した
後の状態（回復工程を行う前の状態）、ならびに上記回
復工程（ＵＶアニール）を行った後の状態について、そ
れぞれ、スイッチング電荷量が測定されている。
【００４３】この図４のグラフから理解されるとおり、
第１アルミニウム配線９が形成された後の工程によっ
て、強誘電体膜１０の重要な特性であるスイッチング電
荷量が劣化するが、この特性劣化は、上記回復工程によ
って、ほぼ９０パーセントまで回復される。以上のよう
にこの実施形態によれば、強誘電体膜１０の特性劣化を
回復するための回復工程において、熱以外のエネルギ
ー、すなわち、紫外線エネルギーおよび酸素活性化粒子
としてのオゾンをウエハＷに与えることにより、少ない
熱エネルギーで強誘電体膜１０の機能回復を実現してい
る。これにより、第１および第２アルミニウム配線９，
１７の融解を生じさせることのない低温の処理で、強誘
電体膜１０の機能を良好に回復することができるので、
良好なキャパシタ特性および分極特性を有する強誘電体
膜１０を有する強誘電体メモリが実現される。しかも、
低温度の処理で強誘電体膜１０の機能回復を行えるた
め、半導体基板１内に形成された不純物拡散層３，４に
対するダメージが少なく、これによっても、強誘電体メ
モリの特性の向上が図られる。
第１アルミニウム配線９が形成された後の工程によっ
て、強誘電体膜１０の重要な特性であるスイッチング電
荷量が劣化するが、この特性劣化は、上記回復工程によ
って、ほぼ９０パーセントまで回復される。以上のよう
にこの実施形態によれば、強誘電体膜１０の特性劣化を
回復するための回復工程において、熱以外のエネルギ
ー、すなわち、紫外線エネルギーおよび酸素活性化粒子
としてのオゾンをウエハＷに与えることにより、少ない
熱エネルギーで強誘電体膜１０の機能回復を実現してい
る。これにより、第１および第２アルミニウム配線９，
１７の融解を生じさせることのない低温の処理で、強誘
電体膜１０の機能を良好に回復することができるので、
良好なキャパシタ特性および分極特性を有する強誘電体
膜１０を有する強誘電体メモリが実現される。しかも、
低温度の処理で強誘電体膜１０の機能回復を行えるた
め、半導体基板１内に形成された不純物拡散層３，４に
対するダメージが少なく、これによっても、強誘電体メ
モリの特性の向上が図られる。
【００４４】以上、この発明の一つの実施形態について
説明したが、この発明は、他の形態でも実施することが
可能である。たとえば、上述の実施形態では、回復工程
において、ウエハＷの加熱とともに、紫外線の照射およ
びオゾンの供給の両方を行うようにしているが、紫外線
の照射とオゾンの供給とは、いずれか一方のみが行われ
てもよい。また、上述の実施形態では、回復工程におい
て、ウエハＷの雰囲気を酸素雰囲気としているが、主と
して強誘電体膜１０に加わる応力による特性劣化が問題
であって、強誘電体膜１０の還元反応による特性劣化の
回復がさほど重要でない場合には、ウエハＷの雰囲気を
酸素雰囲気（酸化性ガス雰囲気）とすることは必ずしも
必要ではない。
説明したが、この発明は、他の形態でも実施することが
可能である。たとえば、上述の実施形態では、回復工程
において、ウエハＷの加熱とともに、紫外線の照射およ
びオゾンの供給の両方を行うようにしているが、紫外線
の照射とオゾンの供給とは、いずれか一方のみが行われ
てもよい。また、上述の実施形態では、回復工程におい
て、ウエハＷの雰囲気を酸素雰囲気としているが、主と
して強誘電体膜１０に加わる応力による特性劣化が問題
であって、強誘電体膜１０の還元反応による特性劣化の
回復がさほど重要でない場合には、ウエハＷの雰囲気を
酸素雰囲気（酸化性ガス雰囲気）とすることは必ずしも
必要ではない。
【００４５】また、上記の実施形態においては、ウエハ
ホルダ３２に内蔵したヒータ４５が発生した熱をウエハ
Ｗに伝導させてウエハＷの熱処理を行う構成について説
明したが、たとえば、赤外線ランプなどの輻射熱によっ
てウエハＷを加熱する構成が採用されてもよい。さら
に、上述の実施形態では、強誘電体メモリを製造する場
合について説明したが、この発明は、強誘電体キャパシ
タの特性を利用した装置、高誘電率材料（たとえば、Ｂ
ＳＴ（(BaSr)TiO3）など）を用いたＤＲＡＭ、圧電体
（ＺｒＯなど）や焦電体を用いた各種センサなどの他の
種類の半導体装置の製造にも適用することができる。
ホルダ３２に内蔵したヒータ４５が発生した熱をウエハ
Ｗに伝導させてウエハＷの熱処理を行う構成について説
明したが、たとえば、赤外線ランプなどの輻射熱によっ
てウエハＷを加熱する構成が採用されてもよい。さら
に、上述の実施形態では、強誘電体メモリを製造する場
合について説明したが、この発明は、強誘電体キャパシ
タの特性を利用した装置、高誘電率材料（たとえば、Ｂ
ＳＴ（(BaSr)TiO3）など）を用いたＤＲＡＭ、圧電体
（ＺｒＯなど）や焦電体を用いた各種センサなどの他の
種類の半導体装置の製造にも適用することができる。
【００４６】その他、「課題を解決するための手段およ
び発明の効果」の項で述べたとおりの変形が可能であ
り、これらの他にも、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
び発明の効果」の項で述べたとおりの変形が可能であ
り、これらの他にも、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図１】この発明の一実施形態による半導体装置の製造
工程を示す流れ図である。
工程を示す流れ図である。
【図２】回復工程を実施するための処理装置の構成を示
す図解図である。
す図解図である。
【図３】紫外線ランプおよびオゾン吐出口の配置を示す
簡略化した底面図である。
簡略化した底面図である。
【図４】強誘電体膜のスイッチング電荷量（残留分極）
の測定値例を示すグラフである。
の測定値例を示すグラフである。
【図５】強誘電体メモリのセル構造例を示す断面図であ
る。
る。
１ 半導体基板 ３ 不純物拡散層 ４ 不純物拡散層 ６ ゲート電極 ７ 第１層間絶縁膜 ８ 第２層間絶縁膜 ９ 第１アルミニウム配線 １０ 強誘電体膜 １１ 下部電極 １２ 上部電極 １６ 第３層間絶縁膜 １７ 第２アルミニウム配線 １９ 保護膜 ３１ 処理室 ３２ ウエハホルダ ３３ 回転軸 ３４ 回転駆動機構 ３５，３６，３７ 紫外線ランプ ３８ ランプ駆動源 ３９ オゾン吐出口 ４０ オゾナイザ ４２ 酸素吐出口 ４３ 酸素供給源 ４５ ヒータ ４６ ヒータ駆動源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/8242 Ｆターム(参考） 4K029 BA50 BD01 GA00 GA01 5F058 BA11 BC20 BF46 BH01 BH17 BH20 BJ01 5F083 AD21 AD49 FR02 GA21 JA12 JA14 JA15 JA36 PR23 PR33
Claims (11)
- 【請求項１】半導体基板上に機能性薄膜を形成する工程
と、 この機能性薄膜が形成された後の工程の影響による上記
機能性薄膜の特性劣化を回復するための回復工程とを含
み、 上記回復工程は、熱以外のエネルギーを上記機能性薄膜
に与える処理工程と、熱エネルギーを上記機能性薄膜に
与える熱処理工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２】上記機能性薄膜は、複合酸化物薄膜である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】上記回復工程は、上記機能性薄膜が形成さ
れた半導体基板の表面に酸化性ガスを導入する酸素導入
工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】上記熱以外のエネルギーを上記機能性薄膜
に与える処理工程は、酸素活性化粒子雰囲気中に上記機
能性薄膜が形成された半導体基板を置く酸素活性化粒子
処理工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】上記熱以外のエネルギーを上記機能性薄膜
に与える処理工程は、上記機能性薄膜に電磁波を供給す
る電磁波供給工程を含むことを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】上記機能性薄膜は、強誘電体膜であること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】上記半導体装置は、上記強誘電体膜を電荷
保持膜として用いた強誘電体記憶装置であることを特徴
とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】上記回復工程よりも前に、上記半導体基板
上に配線を形成するための配線形成工程を含むことを特
徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項９】上記熱処理工程は、上記半導体基板の温度
が、上記配線が劣化しないように定められた所定温度を
超えないように行われることを特徴とする請求項８記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】上記回復工程よりも前に、上記半導体基
板に機能素子を形成するための素子形成工程を含むこと
を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項１１】上記熱処理工程は、上記半導体基板の温
度が、上記機能素子が劣化しないように定められた所定
温度を超えないように行われることを特徴とする請求項
１０記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337323A JP2000164590A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
| CN99813501A CN1326425A (zh) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | 无机化合物固体的形成方法及使用了此方法的半导体装置的制造方法 |
| EP99973005A EP1153888A4 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | PRODUCTION OF SOLID SUBSTANCE BASED ON INORGANIC COMPOUND AND MANUFACTURE OF SEMICONDUCTOR |
| US09/856,818 US6730522B1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | Method of forming solid of a ferroelectric or high dielectric material and method of manufacturing semiconductor device employing the same |
| CA002351607A CA2351607A1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | Method of forming inorganic compound solid and method of manufacturing semiconductor device employing the same |
| PCT/JP1999/006524 WO2000032516A1 (fr) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | Production de substance solide a base de compose inorganique et fabrication de semi-conducteur |
| KR1020017006379A KR100650224B1 (ko) | 1998-11-27 | 1999-11-22 | 강유전체 또는 고유전율 재료의 고체의 형성방법 및 그것을 사용한 반도체장치의 제조방법 |
| TW088120663A TW466574B (en) | 1998-11-27 | 1999-11-26 | Method of producing inorganic compound solid and method for making a semiconductor device using such solid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337323A JP2000164590A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164590A true JP2000164590A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18307552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10337323A Pending JP2000164590A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000164590A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107466A1 (ja) * | 2003-05-08 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 電気スイッチおよびそれを用いた記憶素子 |
| JP2018148112A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 財団法人國家實驗研究院 | 紫外線照射によってケイ素系の表面天然酸化物品質を向上できる装置と方法 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337323A patent/JP2000164590A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107466A1 (ja) * | 2003-05-08 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | 電気スイッチおよびそれを用いた記憶素子 |
| JPWO2004107466A1 (ja) * | 2003-05-08 | 2006-07-20 | 松下電器産業株式会社 | 電気スイッチおよびそれを用いた記憶素子 |
| JP4856950B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2012-01-18 | パナソニック株式会社 | 電気スイッチおよびそれを用いた記憶素子 |
| JP2018148112A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 財団法人國家實驗研究院 | 紫外線照射によってケイ素系の表面天然酸化物品質を向上できる装置と方法 |
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