JP2002181739A - 強誘電体膜の評価方法、強誘電体膜の評価装置、及び半導体装置の製造方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極がない状態でも素子構成部材である強誘
電体膜の強誘電特性を評価することができ、例えば製造
途中で強誘電体膜の強誘電性を回復させて製造歩留まり
を向上させることを可能とする強誘電体膜の評価方法等
を提供する。 【解決手段】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結
晶構造毎に回折ピークに着目して、回折ピークが分裂し
ている場合には、各回折ピーク位置を基に分極値を算出
し、回折ピークが分裂していない場合には、所定の回折
線の半値幅を見積もり、前記半値幅に基いて回折ピーク
分離を行なって分極値を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタ等の半
導体素子の構成部材である強誘電体膜の強誘電特性の評
価方法、強誘電体膜の評価装置、及び半導体装置の製造
方法並びに記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置を構成する素子の材料
として、Ｐｂ（Ｚｒ_1-xＴｉ_x）Ｏ₃（ＰＺＴ）を始めと
する強誘電体材料が注目されている。また、既にＰＺＴ
をキャパシタ材料として用いたＦｅＲＡＭ（Ferroelect
ric Random Access Memory）が実用化されている。

【０００３】従来では、ＰＺＴ等からなる強誘電体膜の
強誘電特性を測定するには、以下のような手法を用い
る。即ち、先ず、強誘電体膜を一対の電極で挟んだ構造
のサンプルを形成する。次に、このサンプルの電極に電
圧を印加して、強誘電体の電界に対する分極のヒステレ
シスを測定する。そして、その測定値の大小により、強
誘電体膜の強誘電性の強さを評価する。

【０００４】このようにして調べた強誘電体膜の強誘電
性から、強誘電体膜を有する半導体素子の電気的特性を
推測している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＺＴなど
の強誘電体材料をＦｅＲＡＭやＤＲＡＭ（Dynamic Rand
om Access Memory）等のメモリ構成部材として使う場
合、従来の誘電体材料に比べて元素数が多く不安定であ
り、製造工程や電極材料によっては酸素や鉛等の元素が
強誘電体膜から離脱してしまうことにより組成比が変わ
ってしまう場合がある。そうすると、強誘電体膜の強誘
電性が変化して、極端な場合には強誘電性が無くなって
しまうこともある。

【０００６】製造途中の半導体素子の強誘電体膜の強誘
電性を調べ、工程管理や不良品のスクリーニングに用い
ようとしても、従来の方法では、電極が無い状態で強誘
電性を調べることができない。このため従来では、強誘
電体膜自体の強誘電性を調べようとしても、強誘電体膜
の両側に電極を形成しなければならなかった。

【０００７】そこで本発明の目的は、電極がない状態で
も素子構成部材である強誘電体膜の強誘電特性を評価す
ることができ、例えば製造途中で強誘電体膜の強誘電性
を回復させて製造歩留まりを向上させることを可能とす
る信頼性の高い強誘電体膜の評価方法、強誘電体膜の評
価装置、及び半導体装置の製造方法並びに記憶媒体を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

【０００９】本発明の強誘電体膜の評価方法は、強誘電
体膜の強誘電特性を判定するに際して、Ｘ線回折によ
り、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピー
クに着目する。

【００１０】そして、回折ピークの分裂の有無を判別
し、分裂している場合には、各回折ピーク位置を基に分
極値を算出し、分裂していない場合には、所定の回折線
の半値幅を見積もり、前記半値幅に基いて回折ピーク分
離を行なって分極値を算出することを特徴とする。

【００１１】この場合、第１の回折ピークの半値幅にお
ける温度依存の有無を判別し、当該半値幅が温度変化し
ない場合には、当該半値幅を利用し、常に温度変化する
第２の回折ピークを分離して分極値を算出し、前記第１
の回折ピークの半値幅が温度変化する場合には、高温領
域における前記第２の回折ピークの半値幅を利用し、前
記第２の回折ピークを分離して分極値を算出するように
しても良い。

【００１２】また、強誘電体膜が強誘電体の結晶の異な
る結晶群を有する場合には、各々の結晶群について結晶
構造毎の回折ピークに着目して、結晶の量と歪の大きさ
を測定する。

【００１３】更に具体的には、強誘電体の前記結晶構造
が正方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈｈ）回折線の半値幅を検
出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前
記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び
（ｈｈｈ）回折線の半値幅を検出し、強誘電体の前記結
晶構造が菱面体晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｈ
ｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、
いずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線
及び（ｈ００）回折線の半値幅を検出し、検出した前記
各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電特性を判定す
る。

【００１４】また、他の具体例としては、強誘電体の前
記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ
００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ
＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、強
誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘電
体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線ある
いはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを
検出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合に
は、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線
あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回
折線を除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、検
出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電特
性を判定する。

【００１５】また、更に他の具体例としては、強誘電体
の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ
００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ
＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピークが分
離しているときには、その各々の回折ピーク位置を基に
ａ軸とｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から分極値
を算出し、回折ピークが分離していないときには、強誘
電体膜の（ｈｈｈ）回折線の半値幅から分極値の情報が
含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅
を基に前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（０
０ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折
線の回折ピーク分離を行い、その各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から
分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場
合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線
を測定し、回折ピークが分離しているときには、その各
々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定
数を求め、その格子定数から分極値を算出し、回折ピー
クが分離していないときには、前記強誘電体膜の（ｈｈ
ｈ）回折線の半値幅から分極値の情報が含まれていない
回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク
分離を行い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ
軸及びｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から分極値
を算出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合、
前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線ある
いはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線
を除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピークが分離し
ているときには、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸
とα角の格子定数を求め、その格子定数から分極値を算
出し、回折ピークが分離していないときには、前記強誘
電体膜の（ｈ００）回折線の半値幅から分極値の情報が
含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅
を基に前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折
線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である
回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行
い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子
定数を求め、その格子定数から分極値を算出する。

【００１６】また、更に他の具体例としては、強誘電体
の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ
００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ
＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分離し
ているときには、その各々のピーク位置からａ軸とｃ軸
の格子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出
し、ピークが分離していないときには、温度上昇により
半値幅が変化しなくなる程度の高温における当該半値幅
から分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見
積もり、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各々
のピーク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を算出してこの
格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構造
が斜方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線について、ピークが分離しているときに
は、その各々のピーク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格
子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出し、ピ
ークが分離していないときには、温度上昇により半値幅
が変化しなくなる程度の高温における当該半値幅から分
極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見積も
り、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各々のピ
ーク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を算出して
この格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶
構造が菱面体晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれ
か２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線につい
て、ピークが分離しているときには、その各々のピーク
位置からａ軸とα角の格子定数を算出してこの格子定数
から分極値を算出し、ピークが分離していないときに
は、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程度の高温
における当該半値幅から分極値の情報が含まれていない
回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基にピーク分
離を行い、その各々のピーク位置からａ軸とα角の格子
定数を算出してこの格子定数から分極値を算出する。

【００１７】また、更に他の具体例としては、強誘電体
の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘電体膜の
（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ
＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強誘電体の
前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘電体膜の
（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ
＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強誘電体の
前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強誘電体膜の
（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌの
うち、いずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）
回折線を検出し、強誘電体の前記結晶構造が立方晶の場
合には、前記強誘電体膜の（ｈｋｌ）回折線を検出し、
各々の前記結晶群における結晶の量と歪の大きさを測定
する。

【００１８】また、本発明は、前記各評価方法を実現す
る手段を備えた評価装置、及び前記各評価方法をプログ
ラムとして備えたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
を対象とする。

【００１９】本発明の強誘電体膜の評価方法（評価装
置）においては、Ｘ線回折を用いて強誘電体膜の強誘電
特性を調べる。Ｘ線回折では、出現した回折ピークの位
置を検出することにより、結晶格子の長さ（格子定数）
を知ることができる。

【００２０】一方、強誘電体膜は自発分極を有してお
り、この自発分極の発生により、その発生した方向に格
子定数が伸びる。即ち、自発分極の発生あるいは消失な
どによる格子定数の変化を測定することにより、強誘電
体膜の強誘電特性を知ることができる。

【００２１】このように、本発明では、成膜した強誘電
体膜について直接的に強誘電特性を調べることができ、
しかも表面内又は膜厚方向を問わず局所的な検知が可能
であることから、半導体素子等の製造途中で形成した強
誘電体膜の強誘電特性をきめ細かく多面的に評価するこ
とができる。

【００２２】更に本発明では、強誘電体膜が方位の異な
る複数の結晶からなる結晶群を有する場合に、強誘電体
膜を回転させて前記測定を実行することにより、各結晶
の割合及び各結晶毎の強誘電特性を知ることができる。

【００２３】また、本発明の半導体装置の製造方法にお
いては、Ｘ線回折を使用して、強誘電体膜の強誘電特性
を調べて良否を判定し、不良と判定したときはその素子
と同一ロットの素子に対し、強誘電体に酸素または鉛等
を導入して強誘電性を回復させる処理や、成膜条件を修
正したロット処理等を行なう。これらの工程により、製
造歩留まりを向上させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な諸
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２５】（第１の実施形態）図１〜図３は、本実施
形態による強誘電体膜の評価方法をステップ順に示すフ
ローチャートである。本実施形態では、便宜上、強誘電
体膜の評価方法をステップ順に説明するが、当該評価方
法を実現するための評価装置も開示する。この評価装置
は、通常のX線回折装置及び出現ピーク位置の測定装置
（カウンター、位置敏感型比例計数管（Position Sensi
tive Proportional Counter:PSPC）、写真、イメージン
グプレート（Imaging Plate:IP）など）を含み、後述す
るように、当該評価方法を記憶した記憶媒体のプログラ
ムにより駆動するように構成されている。

【００２６】成膜された強誘電体膜の強誘電特性を評価
するに際して、先ず、強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
を特定する（ステップＳ１）。結晶構造としては、正方
晶、斜方晶、菱面体晶、立方晶の４種に分類する。

【００２７】ステップＳ１で結晶構造が正方晶である場
合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステップＳ
１１）。

【００２８】ステップＳ１１で前記測定が可能である場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
２１）。

【００２９】続いて、ステップＳ２１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出す
る（ステップＳ１２）。一方、ピーク分離が認められな
いときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００３０】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
２３）。

【００３１】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２４）。

【００３２】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線の位置における半値幅に換算する（ステップＳ２
５）。

【００３３】続いて、算出された（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線の位置における半値幅を用い
て、（ｈ００）／（０ｋ０）回折線と（００ｌ）回折線
に２ガウス関数でフィッティングによりピーク分離を行
なう（ステップＳ２６）。

【００３４】そして、分離された各々の回折ピーク位置
からａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ１
２）。

【００３５】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値から分
極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する（ス
テップＳ３）。

【００３６】ステップＳ１１で強誘電体膜の（ｈ００）
／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場合、
２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除く
（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ３１）。

【００３７】続いて、ステップＳ３１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出す
る（ステップＳ１２）。一方、ピーク分離が認められな
いときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００３８】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
３３）。

【００３９】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ３４）。

【００４０】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の位
置における半値幅に換算する（ステップＳ３５）。

【００４１】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の位置における半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線に多重ガウス関数、例えば２
ガウス、３ガウス関数でフィッティングによりピーク分
離を行なう（ステップＳ３６）。

【００４２】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ１
２）。

【００４３】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値から分
極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する（ス
テップＳ３）。

【００４４】ステップＳ１で結晶構造が斜方晶である場
合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステップＳ
１３）。

【００４５】ステップＳ１３で前記測定が可能である場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
４１）。

【００４６】続いて、ステップＳ４１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を
算出する（ステップＳ１４）。一方、ピーク分離が認め
られないときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００４７】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
４３）。

【００４８】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ４４）。

【００４９】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線の位置における半値幅に換算する（ステップＳ４
５）。

【００５０】続いて、算出された（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線の位置における半値幅を用い
て、（ｈ００）回折線、（０ｋ０）回折線及び（００
ｌ）回折線に３ガウス関数でフィッティングによりピー
ク分離を行なう（ステップＳ４６）。

【００５１】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ１４）。

【００５２】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値
から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価す
る（ステップＳ３）。

【００５３】ステップＳ１３で強誘電体膜の（ｈ００）
／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場合、
２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除く
（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ５１）。

【００５４】続いて、ステップＳ５１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ５２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を
算出する（ステップＳ１４）。一方、ピーク分離が認め
られないときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００５５】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
５３）。

【００５６】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ５４）。

【００５７】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の位
置における半値幅に換算する（ステップＳ５５）。

【００５８】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の位置における半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線に多重ガウス関数、例えば３
ガウス、６ガウス関数でフィッティングによりピーク分
離を行なう（ステップＳ５６）。

【００５９】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ１４）。

【００６０】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値
から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価す
る（ステップＳ３）。

【００６１】ステップＳ１で結晶構造が菱面体晶である
場合、強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線が
測定可能であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

【００６２】ステップＳ１５で前記測定が可能である場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ６１）。

【００６３】続いて、ステップＳ６１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ６２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を算出す
る（ステップＳ１６）。一方、ピーク分離が認められな
いときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００６４】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈ００）回折線を測定する（ステップＳ
６３）。

【００６５】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ６４）。

【００６６】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線の位置
における半値幅に換算する（ステップＳ６５）。

【００６７】続いて、算出された（ｈｈｈ）／（−ｈｈ
ｈ）回折線の位置における半値幅を用いて、（ｈｈｈ）
回折線と（−ｈｈｈ）回折線に２ガウス関数でフィッテ
ィングによりピーク分離を行なう（ステップＳ６６）。

【００６８】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ１
６）。

【００６９】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値から分
極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する（ス
テップＳ３）。

【００７０】ステップＳ１５で強誘電体膜の（ｈｈｈ）
／（−ｈｈｈ）回折線が測定できない場合、２θ／ωス
キャン等の手法により、ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２
つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を測定する
（ステップＳ７１）。

【００７１】続いて、ステップＳ７１で回折ピークの分
離が認められるか否かを判定する（ステップＳ７２）。
ここで、ピーク分離が認められるときには、直ちに各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を算出す
る（ステップＳ１６）。一方、ピーク分離が認められな
いときには、以下に示す各ステップを実行する。

【００７２】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈ００）回折線を測定する（ステップＳ
７３）。

【００７３】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ７４）。

【００７４】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０で
ある回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の位置における半値
幅に換算する（ステップＳ７５）。

【００７５】続いて、算出されたｈ，ｋ，ｌのうち、い
ずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の
位置における半値幅を用いて、ｈ，ｋ，ｌのうち、いず
れか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線に多
重ガウス関数、例えば２ガウス、３ガウス、４ガウス関
数でフィッティングによりピーク分離を行なう（ステッ
プＳ７６）。

【００７６】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ１
６）。

【００７７】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２）、この歪値から分
極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する（ス
テップＳ３）。

【００７８】ステップＳ１で結晶構造が立方晶である場
合には、歪が発生しないために分極値は０と算出される
（ステップＳ１７）。

【００７９】本実施形態によれば、従来では必須と考え
られていた電界を印加するための電極がない状態でも、
素子構成部材である強誘電体膜の強誘電特性を評価する
ことができ、例えば製造途中で強誘電体膜の強誘電性を
回復させて製造歩留まりを向上させることが可能とな
る。

【００８０】（第２の実施形態）図４〜図６は、本実施
形態による強誘電体膜の評価方法をステップ順に示すフ
ローチャートである。本実施形態では、第１の実施形態
と同様に、強誘電体膜の評価方法（評価装置）をステッ
プ順に説明するが、回折ピークの半値幅が温度に依存し
て変化する場合に適合した技術を開示する点で第１の実
施形態と相違する。

【００８１】成膜された強誘電体膜の強誘電特性を評価
するに際して、先ず、強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
を特定する（ステップＳ１０１）。結晶構造としては、
正方晶、斜方晶、菱面体晶、立方晶の４種に分類する。

【００８２】ステップＳ１０１で結晶構造が正方晶であ
る場合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
ｌ）回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステッ
プＳ１１１）。

【００８３】ステップＳ１１１で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
１２１）。

【００８４】続いて、ステップＳ１２１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１２
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を
算出する（ステップＳ１１２）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【００８５】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下（常誘電相）
で、２θ／ωスキャン等の手法により、強誘電体膜の
（ｈ００）回折線を測定する（ステップＳ１２３）。

【００８６】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ１２４）。

【００８７】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）／（０ｋ０）回折線と（００
ｌ）回折線において２ガウス関数のフィッティングによ
りピーク分離を行なう（ステップＳ１２５）。

【００８８】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ１
１２）。

【００８９】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する
（ステップＳ１０３）。

【００９０】ステップＳ１１１で強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ１３１）。

【００９１】続いて、ステップＳ１３１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１３
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を
算出する（ステップＳ１１２）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【００９２】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下で、２θ／ω
スキャン等の手法により、強誘電体膜のｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ１３３）。

【００９３】続いて、強誘電体膜のｈ＝ｋ＝ｌを除く
（ｈｋｌ）回折線の測定結果から、当該回折線の半値幅
を算出する（ステップＳ１３４）。

【００９４】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線においてフィッティングによりピーク分離
を行なう（ステップＳ１３５）。

【００９５】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ１
１２）。

【００９６】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する
（ステップＳ１０３）。

【００９７】ステップＳ１０１で結晶構造が斜方晶であ
る場合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
ｌ）回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステッ
プＳ１１３）。

【００９８】ステップＳ１１３で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
１４１）。

【００９９】続いて、ステップＳ１４１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１４
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子
定数を算出する（ステップＳ１１４）。一方、ピーク分
離が認められないときには、以下に示す各ステップを実
行する。

【０１００】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下で、２θ／ω
スキャン等の手法により、強誘電体膜の（ｈ００）回折
線を測定する（ステップＳ１４３）。

【０１０１】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ１４４）。

【０１０２】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）回折線、（０ｋ０）回折線及
び（００ｌ）回折線において３ガウス関数のフィッティ
ングによりピーク分離を行なう（ステップＳ１４５）。

【０１０３】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ１１４）。

【０１０４】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この
歪値から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評
価する（ステップＳ１０３）。

【０１０５】ステップＳ１１３で強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ１５１）。

【０１０６】続いて、ステップＳ１５１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１５
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子
定数を算出する（ステップＳ１１４）。一方、ピーク分
離が認められないときには、以下に示す各ステップを実
行する。

【０１０７】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下で、２θ／ω
スキャン等の手法により、強誘電体膜のｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ１５３）。

【０１０８】続いて、強誘電体膜のｈ＝ｋ＝ｌを除く
（ｈｋｌ）回折線の測定結果から、当該回折線の半値幅
を算出する（ステップＳ１５４）。

【０１０９】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線においてフィッティングによりピーク分離
を行なう（ステップＳ１５５）。

【０１１０】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ１１４）。

【０１１１】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この
歪値から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評
価する（ステップＳ１０３）。

【０１１２】ステップＳ１０１で結晶構造が菱面体晶で
ある場合、強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折
線が測定可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１
５）。

【０１１３】ステップＳ１１５で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ１６１）。

【０１１４】続いて、ステップＳ１６１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１６
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を
算出する（ステップＳ１１６）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【０１１５】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下で、２θ／ω
スキャン等の手法により、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折
線を測定する（ステップＳ１６３）。

【０１１６】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ１６４）。

【０１１７】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、（ｈｈｈ）回折線と（−ｈｈｈ）回折線
において２ガウス関数のフィッティングによりピーク分
離を行なう（ステップＳ１６５）。

【０１１８】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ１
１６）。

【０１１９】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する
（ステップＳ１０３）。

【０１２０】ステップＳ１１５で強誘電体膜の（ｈｈ
ｈ）／（−ｈｈｈ）回折線が測定できない場合、２θ／
ωスキャン等の手法により、ｈ，ｋ，ｌのうちいずれか
２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を測定す
る（ステップＳ１７１）。

【０１２１】続いて、ステップＳ１７１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ１７
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を
算出する（ステップＳ１１６）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【０１２２】先ず、温度上昇により回折ピークの半値幅
が変化しなくなる程度に高温とした条件下で、２θ／ω
スキャン等の手法により、強誘電体膜のｈ，ｋ，ｌのう
ちいずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折
線を測定する（ステップＳ１７３）。

【０１２３】続いて、強誘電体膜のｈ，ｋ，ｌのうちい
ずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ１７４）。

【０１２４】続いて、算出されたｈ，ｋ，ｌのうちいず
れか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の半
値幅を用いて、ｈ，ｋ，ｌのうちいずれか２つが０であ
る回折線を除く（ｈｋｌ）回折線においてフィッティン
グによりピーク分離を行なう（ステップＳ１７５）。

【０１２５】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ１
１６）。

【０１２６】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ１０２）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜を評価する
（ステップＳ１０３）。

【０１２７】ステップＳ１０１で結晶構造が立方晶であ
る場合には、歪が発生しないために分極値は０と算出さ
れる（ステップＳ１１７）。

【０１２８】本実施形態によれば、従来では必須と考え
られていた電界を印加するための電極がない状態でも、
素子構成部材である強誘電体膜の強誘電特性を評価する
ことができ、例えば製造途中で強誘電体膜の強誘電性を
回復させて製造歩留まりを向上させることを可能とな
る。

【０１２９】（第３の実施形態）図７〜図９は、本実施
形態による強誘電体膜の評価方法をステップ順に示すフ
ローチャートである。本実施形態は、強誘電体膜に複数
の異なる配向が存する場合に適用して好適な技術であ
る。

【０１３０】成膜された強誘電体膜の強誘電特性を評価
するに際して、先ず、χスキャン等の手法によりプロフ
ァイルを求め、強誘電体膜を配向の異なる複数の結晶群
に分離する（ステップＳ２０１）。

【０１３１】続いて、得られたプロファイルを各配向毎
に積分し、各々の結晶群の割合を算出する（ステップＳ
２０２）。

【０１３２】続いて、分離された各結晶群毎に、強誘電
体膜の強誘電体の結晶構造を特定する（ステップＳ２０
３）。結晶構造としては、正方晶、斜方晶、菱面体晶の
３種に分類する。

【０１３３】ステップＳ２０３で結晶構造が正方晶であ
る場合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
ｌ）回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステッ
プＳ２１１）。

【０１３４】ステップＳ２１１で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
２２１）。

【０１３５】続いて、ステップＳ２２１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２２
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を算
出する（ステップＳ２１２）。一方、ピーク分離が認め
られないときには、以下に示す各ステップを実行する。

【０１３６】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
２２３）。

【０１３７】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２２４）。

【０１３８】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線の位置における半値幅に換算する（ステップＳ２２
５）。

【０１３９】続いて、算出された（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線の位置における半値幅を用い
て、（ｈ００）／（０ｋ０）回折線と（００ｌ）回折線
に２ガウス関数でフィッティングによりピーク分離を行
なう（ステップＳ２２６）。

【０１４０】そして、分離された各々の回折ピーク位置
からａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ２１
２）。

【０１４１】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当該結晶
群の強誘電特性を評価する（ステップＳ２０５）。

【０１４２】ステップＳ２１１で強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ２３１）。

【０１４３】続いて、ステップＳ２３１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２３
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を
算出する（ステップＳ２１２）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【０１４４】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
２３３）。

【０１４５】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２３４）。

【０１４６】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の位
置における半値幅に換算する（ステップＳ２３５）。

【０１４７】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の位置における半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線においてフィッティングによ
りピーク分離を行なう（ステップＳ２３６）。

【０１４８】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とｃ軸の格子定数を算出する（ステップＳ２
１２）。

【０１４９】しかる後、算出されたａ軸とｃ軸の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当該結晶
群の強誘電特性を評価する（ステップＳ２０５）。

【０１５０】ステップＳ２０３で結晶構造が斜方晶であ
る場合、強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
ｌ）回折線が測定可能であるか否かを判定する（ステッ
プＳ２１３）。

【０１５１】ステップＳ２１３で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線を測定する（ステップＳ
２４１）。

【０１５２】続いて、ステップＳ２４１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２４
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置からａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定
数を算出する（ステップＳ２１４）。一方、ピーク分離
が認められないときには、以下に示す各ステップを実行
する。

【０１５３】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
２４３）。

【０１５４】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２４４）。

【０１５５】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線の位置における半値幅に換算する（ステップＳ２４
５）。

【０１５６】続いて、算出された（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線の位置における半値幅を用い
て、（ｈ００）回折線、（０ｋ０）回折線及び（００
ｌ）回折線に２ガウス関数でフィッティングによりピー
ク分離を行なう（ステップＳ２４６）。

【０１５７】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ２１４）。

【０１５８】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この
歪値から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当
該結晶群の強誘電特性を評価する（ステップＳ２０
５）。

【０１５９】ステップＳ２１３で強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線が測定できない場
合、２θ／ωスキャン等の手法により、ｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定する（ステップＳ２５１）。

【０１６０】続いて、ステップＳ２５１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２５
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子
定数を算出する（ステップＳ２１４）。一方、ピーク分
離が認められないときには、以下に示す各ステップを実
行する。

【０１６１】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ
２５３）。

【０１６２】続いて、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２５４）。

【０１６３】続いて、算出された（ｈｈｈ）回折線の半
値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の位
置における半値幅に換算する（ステップＳ２５５）。

【０１６４】続いて、算出されたｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の位置における半値幅を用いて、ｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線においてフィッティングによ
りピーク分離を行なう（ステップＳ２５６）。

【０１６５】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸、ｂ軸、ｃ軸の格子定数を算出する（ステッ
プＳ２１４）。

【０１６６】しかる後、算出されたａ軸、ｂ軸、ｃ軸の
格子定数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この
歪値から分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当
該強誘電特性を評価する（ステップＳ２０５）。

【０１６７】ステップＳ２０３で結晶構造が菱面体晶で
ある場合、強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折
線が測定可能であるか否かを判定する（ステップＳ２１
５）。

【０１６８】ステップＳ２１５で前記測定が可能である
場合、２θ／ωスキャン等の手法により、（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線を測定する（ステップＳ２６１）。

【０１６９】続いて、ステップＳ２６１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２６
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を
算出する（ステップＳ２１６）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【０１７０】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈ００）回折線を測定する（ステップＳ
２６３）。

【０１７１】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２６４）。

【０１７２】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線の位置
における半値幅に換算する（ステップＳ２６５）。

【０１７３】続いて、算出された（ｈｈｈ）／（−ｈｈ
ｈ）回折線の位置における半値幅を用いて、（ｈｈｈ）
回折線と（−ｈｈｈ）回折線に２ガウス関数でフィッテ
ィングによりピーク分離を行なう（ステップＳ２６
６）。

【０１７４】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ２
１６）。

【０１７５】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当該結晶
群の強誘電特性を評価する（ステップＳ２０５）。

【０１７６】ステップＳ２１５で強誘電体膜の（ｈｈ
ｈ）／（−ｈｈｈ）回折線が測定できない場合、２θ／
ωスキャン等の手法により、ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれ
か２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を測定
する（ステップＳ２７１）。

【０１７７】続いて、ステップＳ２７１で回折ピークの
分離が認められるか否かを判定する（ステップＳ２７
２）。ここで、ピーク分離が認められるときには、直ち
に各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を
算出する（ステップＳ２１６）。一方、ピーク分離が認
められないときには、以下に示す各ステップを実行す
る。

【０１７８】先ず、２θ／ωスキャン等の手法により、
強誘電体膜の（ｈ００）回折線を測定する（ステップＳ
２７３）。

【０１７９】続いて、強誘電体膜の（ｈ００）回折線の
測定結果から、当該回折線の半値幅を算出する（ステッ
プＳ２７４）。

【０１８０】続いて、算出された（ｈ００）回折線の半
値幅を用いて、ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０で
ある回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の位置における半値
幅に換算する（ステップＳ２７５）。

【０１８１】続いて、算出されたｈ，ｋ，ｌのうち、い
ずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の
位置における半値幅を用いて、ｈ，ｋ，ｌのうち、いず
れか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線にお
いてフィッティングによりピーク分離を行なう（ステッ
プＳ２７６）。

【０１８２】そして、分離された各々の回折ピーク位置
を基にａ軸とα角の格子定数を算出する（ステップＳ２
１６）。

【０１８３】しかる後、算出されたａ軸とα角の格子定
数から歪の値を求め（ステップＳ２０４）、この歪値か
ら分極値を算出し、これに基いて強誘電体膜の当該結晶
群の強誘電特性を評価する（ステップＳ２０５）。

【０１８４】ステップＳ２０１で結晶構造が立方晶であ
る場合には、歪が発生しないために分極値は０と算出さ
れる（ステップＳ２１７）。

【０１８５】本実施形態によれば、従来では必須と考え
られていた電界を印加するための電極がない状態でも、
素子構成部材である強誘電体膜の強誘電特性を結晶群毎
にその割合と共に評価することができ、例えば製造途中
で強誘電体膜の強誘電性を回復させて製造歩留まりを向
上させることが可能となる。

【０１８６】なお、本実施形態のように強誘電体膜が複
数の結晶群を有する場合においても、第２の実施形態の
ように、回折ピークの半値幅が温度に依存して変化する
場合に適合した評価方法を導入することが可能である。

【０１８７】上述した第１〜第３の実施形態の評価方法
は、例えばＤＲＡＭやＦｅＲＡＭ等の半導体装置の製造
方法にも適用可能である。この場合、素子製造工程にお
ける半導体素子について、強誘電体膜を成膜した段階で
強誘電特性の良否を調べ、不良と判定した時には、条件
を修正してロットを流したり、判定に使用した半導体素
子と同一ロットの素子に対し酸素雰囲気中でアニールす
るなどの処理を施して、強誘電特性を回復させることが
できる。これにより、製造歩留まりの大幅な向上が実現
する。

【０１８８】（第４の実施形態）本実施形態では、第１
〜第３の実施形態による評価方法をプログラムとして記
憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を開示す
る。更に、第１〜第３の実施形態による評価装置は、当
該記憶媒体のプログラムにより駆動するように構成され
る。

【０１８９】図１０は、一般的なパーソナルユーザ端末
装置の内部構成を示す模式図である。図１０において、
１２００はコンピュータＰＣである。ＰＣ１２００は、
ＣＰＵ１２０１を備え、ＲＯＭ１２０２またはハードデ
ィスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、あるいはフロッ
ピー（登録商標）ディスクドライブ（ＦＤ）１２１２よ
り供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、シス
テムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制
御する。

【０１９０】ＰＣ１２００のＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１
２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１には、第
１の実施形態におけるステップＳ１〜ステップＳ７６、
第２の実施形態におけるステップＳ１０１〜ステップＳ
１７５、第３の実施形態におけるステップＳ２０１〜ス
テップＳ２７６がプログラムとして記憶されており、こ
れに基いて評価装置が駆動する。

【０１９１】１２０３はＲＡＭで、ＣＰＵ１２０１の主
メモリ、ワークエリア等として機能する。１２０５はキ
ーボードコントローラ（ＫＢＣ）で、キーボード（Ｋ
Ｂ）１２０９や不図示のデバイス等からの指示入力を制
御する。

【０１９２】１２０６はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴ
Ｃ）で、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１２１０の表示
を制御する。１２０７はディスクコントローラ（ＤＫ
Ｃ）で、ブートプログラム（起動プログラム：パソコン
のハードやソフトの実行（動作）を開始するプログラ
ム）、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザ
ファイルそしてネットワーク管理プログラム等を記憶す
るハードディスク（ＨＤ）１２１１、及びフロッピーデ
ィスク（ＦＤ）１２１２とのアクセスを制御する。

【０１９３】１２０８はネットワークインタフエースカ
ード（ＮＩＣ）で、ＬＡＮ１２２０を介して、ネットワ
ークプリンタ、他のネットワーク機器、あるいは他のＰ
Ｃと双方向のデータのやり取りを行う。

【０１９４】本実施形態によれば、当該記憶媒体を用い
て評価装置を駆動することにより、従来では必須と考え
られていた電界を印加するための電極がない状態でも、
素子構成部材である強誘電体膜の強誘電特性を評価する
ことができ、例えば製造途中で強誘電体膜の強誘電性を
回復させて製造歩留まりを向上させることを可能とな
る。

【０１９５】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に開示するための
諸実施例について説明する。

【０１９６】（実施例１）図１１は、実施例１において
使用した試料の断面図である。この試料は、Ｓｉ基板１
０上にＳｉＯ₂膜１１、Ｔｉ膜１２、下部Ｐｔ電極１３
が順次形成され、この下部Ｐｔ電極１３上に２００ｎｍ
程度の厚みに形成されたＰＺＴ膜１４を有している。

【０１９７】図１２は、図１１に示す試料のＰＺＴ（２
００）／（０２０）／（００２）回折ピークの半値幅の
温度変化を示す特性図である。このように、ＰＺＴ（２
００）／（０２０）／（００２）回折ピークの半値幅
は、温度変化に伴い大きく変化する。

【０１９８】この半値幅の変化は分極値の変化に依存し
ており、十分高温では分極値は０になり、それに伴いＰ
ＺＴ（２００）／（０２０）／（００２）回折線の幅も
一定値になる。

【０１９９】ＰＺＴ（２００）／（０２０）／（００
２）回折線の一定値になった半値幅は、分極値以外の結
晶粒径や測定装置のレゾリューションに依存した半値幅
であるので、この半値幅を利用することにより、分極値
の情報のみを取り出すことができる。

【０２００】図１３は、ＰＺＴ（２００）／（０２０）
／（００２）回折ピークから求めた分極値の温度変化を
示す特性図である。先ず、分極値が消失するほど十分高
温であるＰＺＴ（２００）／（０２０）／（００２）回
折ピークの半値幅を用いて、各温度毎のＰＺＴ（２０
０）／（０２０）／（００２）回折線をＰＺＴ（２０
０）／（０２０）回折線とＰＺＴ（００２）回折線に２
ガウス関数でフィッティングによるピーク分離を行う。

【０２０１】次に、得られたＰＺＴ（２００）／（０２
０）回折線とＰＺＴ（００２）回折線のピーク位置から
ａ軸とｃ軸の格子定数を算出する。

【０２０２】更に、その格子定数から下記の（１）式に
より分極値を算出する。（１）式中のＡは定数なので、
予めＰＺＴにおける値を調べておけば、格子定数から分
極値を求めることができる。 Ｐ＝Ａ（ｃ／ａ−１）^0.5 …（１） ここで、Ｐは分極値、Ａは定数、ｃはｃ軸の格子定数、
ａはａ軸の格子定数を表す。

【０２０３】（実施例２）本例では、図１１で示した実
施例１と同様の試料を用いて強誘電体膜の強誘電特性を
評価した。

【０２０４】図１４は、図１１で示す試料のＰＺＴ（１
１１）回折ピークの半値幅の温度変化を示す特性図であ
る。ＰＺＴ（２００）／（０２０）／（００２）回折ピ
ークの半値幅は、温度変化に伴い大きく変化するが、Ｐ
ＺＴ（１１１）回折ピークの半値幅はほとんど温度変化
を示さない。

【０２０５】温度変化を示さないＰＺＴ（１１１）回折
ピークには分極値の情報は含まれていないと考えられる
ので、ＰＺＴ（１１１）回折ピークの半値幅から結晶粒
径や測定装置のレゾリューションに依存した（分極値の
情報が含まれていない）半値幅を取り出す。

【０２０６】分極値の情報が含まれていないＰＺＴ（１
１１）回折線の半値幅から、分極値が０の時のＰＺＴ
（２００）／（０２０）／（００２）回折線の半値幅
に、下記の数式（２）式を用いて換算する。

【０２０７】（２）式より求めたＰＺＴ（２００）／
（０２０）／（００２）回折線の半値幅を用いて、分極
値が０でないときのＰＺＴ（２００）／（０２０）／
（００２）回折線をＰＺＴ（２００）／（０２０）回折
線とＰＺＴ（００２）回折線に２ガウス関数でフィッテ
ィングによるピーク分離を行う。

【０２０８】次に、得られたＰＺＴ（２００）／（０２
０）回折線とＰＺＴ（００２）回折線のピーク位置から
ａ軸とｃ軸の格子定数を算出し、更にその格子定数から
（１）式により分極値を算出する。（１）式中のＡは定
数なので、予めＰＺＴにおける値を調べておけば、格子
定数から分極値を求めることができる。 Ｗ₂＝Ｗ₁ｃｏｓ（２θ₁／２）／ｃｏｓ（２θ₂／２） …（２） ここで、Ｗ₂は分極値が０の時のＰＺＴ（２００）／
（０２０）／（００２）回折線の半値幅、Ｗ₁はＰＺＴ
（１１１）回折線の半値幅、２θ₁はＰＺＴ（１１１）
回折線のピーク位置、２θ₂はＰＺＴ（２００）／（０
２０）／（００２）回折線のピーク位置を表す。

【０２０９】（実施例３）図１５は、実施例３において
使用した試料の断面図である。この試料は、Ｓｉ基板１
０上にＳｉＯ₂膜１１、ＩｒＯ₂膜１５、下部Ｐｔ電極１
３が順次形成され、この下部Ｐｔ電極１３上に２６０ｎ
ｍ程度の厚みに形成されたＰＺＴ膜１６を有している。

【０２１０】図１６は、ＰＺＴのＺｒとＴｉの比を変え
た４試料の電気測定の結果（Ｑｓｗ値／２〜Ｐ（分極
値））とＰＺＴ（１００）／（０１０）／（００１）回
折ピークの半値幅をプロットしたものである。分極値に
依存しないＰＺＴ（１１１）やＰＺＴ（２２２）回折線
の半値幅が試料ごとにほとんど変わらない（結晶粒径が
変わらない）ときには、図１２のような電気測定による
分極値とＰＺＴ（１００）／（０１０）／（００１）回
折ピークの半値幅の相関図を予め作成しておき、その結
果を参照してＰＺＴ（ｈ００）／（０ｋ０）／（００
１）回折ピークの半値幅から分極値を求めることができ
る。

【０２１１】（実施例４）図１７は、実施例４において
使用した試料の断面図である。この試料は、Ｓｉ基板１
０上に、ＳｉＯ₂膜１１、ＩｒＯ₂膜１５、下部Ｐｔ電極
１３が順次形成され、この下部Ｐｔ電極１３上に１５０
ｎｍ程度の厚みに形成されたＰＬＣＳＺＴ膜（ＰｂＬａ
ＣａＳｒＺｒＴｉＯ₃）１７を有している。

【０２１２】図１８は、図１７の試料におけるＰＬＣＳ
ＺＴ（１００）回折ピーク位置及びバックグラウンド位
置でχスキャンを行った特性図であり、図１９は、図１
８のＰＬＣＳＺＴ（１００）回折ピーク位置におけるχ
スキャンのプロファイルから、バックグラウンド位置に
おけるχスキャンのプロファイルを引いた特性図であ
る。図１７の試料には、基板面垂直方向に（１１１）配
向した結晶（（１１１）配向結晶）、基板面垂直方向に
（１００）配向した結晶（（１００）配向結晶）、無配
向結晶の３種類の結晶群が存在していることが分かる。

【０２１３】図２０は、χを５°ずつ変えながら２θ／
ωスキャンを行い、各々のプロファイルを各々のプロフ
ァイルの２θ＝１９．７６°（χ＝０°の２θ／ωスキ
ャンで得られたプロファイルのピークトップ位置）にお
ける強度で規格化した、ＰＺＴ（１００）回折ピークま
わりのマップ図である。

【０２１４】図１１の試料の構造は正方晶であるため、
（１１１）配向結晶の構造を示すχ＝５５°近傍の２θ
／ωプロファイルは、ＰＬＣＳＺＴ（００１）回折ピー
クとＰＬＣＳＺＴ（１００）／（０１０）回折ピークが
重なり合い、幅が広がっている。

【０２１５】しかしながら、（１００）配向結晶の構造
を示すχ＝０°近傍の２θ／ωプロファイルと無配向結
晶の構造を示すχ＝２０°近傍の２θ／ωプロファイル
は、χ＝５５°で得られたプロファイルよりも幅が狭く
なり、またピークトップ位置も高角にずれている。

【０２１６】これは、（１００）配向結晶と無配向結晶
からのプロファイルは、χ＝５５°の（１１１）配向結
晶からのＰＬＣＳＺＴ（００１）回折ピークとＰＬＣＳ
ＺＴ（１００）／（０１０）回折ピークのうち、低角に
現れるＰＬＣＳＺＴ（００１）回折ピークが消失し、高
角に現れるＰＬＣＳＺＴ（１００）／（０１０）回折ピ
ークだけが残っているためである。

【０２１７】即ち、（１１１）配向結晶の構造は正方晶
であるが、（１００）配向結晶と無配向結晶の構造は立
方晶であり、（１１１）配向結晶は分極を持ちメモリと
して機能するが、（１００）配向結晶と無配向結晶は分
極を持たずメモリとして機能しないことが分かる。

【０２１８】図１９や図２０の測定データから、（１１
１）配向結晶からのプロファイルの積分値、（１００）
配向結晶からのプロファイルの積分値、無配向結晶から
のプロファイルの積分値を求めることで、各々の結晶群
の割合を算出することができる。

【０２１９】また、ＰＬＣＳＺＴ（００１）回折ピーク
とＰＬＣＳＺＴ（１００）／（０１０）回折ピークを分
離して、各々のピーク位置から格子定数を求め、さらに
歪を算出することで、分極値に換算することができる。
即ち、結晶群ごとの分極値とその結晶の割合を得ること
が可能となる。

【０２２０】（実施例５）図２１は、実施例５において
使用した試料の断面図である。この試料は、Ｓｉ基板１
０上に、ＳｉＯ₂膜１１、Ｔｉ膜１２、下部Ｐｔ電極１
３が順次形成され、この下部Ｐｔ電極１３上に２６０ｎ
ｍ程度の厚みに形成されたＰＺＴ膜１８を有している。

【０２２１】図２２は、図２１の試料におけるＰＺＴ
（１００）回折ピーク位置及びバックグラウンド位置で
χスキャンを行い、ＰＺＴ（１００）回折ピーク位置で
のχスキャンのプロファイルからバックグラウンド位置
でのχスキャンのプロファイルを引いた特性図である。
図２１の試料には、基板面垂直方向に（１１１）配向し
た結晶（（１１１）配向結晶）、基板面垂直方向に（１
００）配向した結晶（（１００）配向結晶）、無配向結
晶の３種類の結晶群が存在していることが分かる。

【０２２２】図２３は、χ＝０°（（１００）配向結
晶）、χ＝２０°（無配向結晶）、χ＝５５°（（１１
１）配向結晶）でＰＺＴ（１００）回折ピーク近傍の２
θ／ωスキャンを行った特性図である。（１１１）配向
結晶の構造を示すχ＝５５°の２θ／ωプロファイル
は、低角のＰＺＴ（００１）回折からの肩と高角のＰＺ
Ｔ（１００）／（０１０）回折からのピークが観られ
る。

【０２２３】しかしながら、（１００）配向結晶の構造
を示すχ＝０°の２θ／ωプロファイルと無配向結晶の
構造を示すχ＝２０°の２θ／ωプロファイルは、χ＝
５５°で得られたプロファイルと異なり、低角のＰＺＴ
（００１）回折からの肩が消失して高角のＰＺＴ（１０
０）／（０１０）回折からのピークだけが観られる。

【０２２４】これにより、（１１１）配向結晶の構造は
正方晶であるが、（１００）配向結晶と無配向結晶の構
造は立方晶であり、（１１１）配向結晶は分極を持ちメ
モリとして機能するが、（１００）配向結晶と無配向結
晶は分極を持たずメモリとして機能しないことが分か
る。

【０２２５】図１９や図２０の測定データから、（１１
１）配向結晶からのプロファイルの積分値、（１００）
配向結晶からのプロファイルの積分値、無配向結晶から
のプロファイ、ルの積分値を求めることで、各々の結晶
群の割合を算出することができる。

【０２２６】また、ＰＺＴ（００１）回折ピークとＰＺ
Ｔ（１００）／（０１０）回折ピークを分離して、各々
のピーク位置から格子定数を求め、さらに歪を算出する
ことで、分極値に換算することができる。即ち、結晶群
毎の分極値とその結晶の割合を得ることが可能となる。

【０２２７】以上の各実施例においては、強誘電体がＰ
ＺＴとＰＬＣＳＺＴの場合について説明したが、ＰＺＴ
にＬａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｎ，Ｐ，Ｂｉ等の全てあ
るいはその内のいくつかの元素を含んでいても適用する
ことができる。また、ＰＺＴ以外の強誘電体にも同様に
適用することができる。

【０２２８】更に、本発明は、キュリー点温度以下で自
発分極が発生する条件であれば、高誘電体物質にも適用
することができる。

【０２２９】実施例１においては、格子定数から分極値
を求める時に（１）式により分極値を算出したが、必要
に応じてその他の式を用いても構わない。

【０２３０】各実施例においては、２ガウス関数でフィ
ッティングによるピーク分離を行ったが、必要に応じて
ローレンツ関数などその他の関数を用いても、また、３
ガウス関数や４ガウス関数などピークの数を増やしても
構わない。

【０２３１】また、各実施例においては、試料はすべて
強誘電体膜の上に上部電極などが無い状態であったが、
上部電極やその他の薄膜が付いていても構わない。ま
た、試料はチップ状などでもよく、どのような形状の物
でも構わない。

【０２３２】更に、実施例４，５においては、結晶の配
向割合を求める際に（１００）／（０１０）／（００
１）回折ピークを用いたが、その他の回折ピークで配向
分離を行っても構わない。

【０２３３】以下、本発明の諸態様を付記としてまとめ
て記載する。

【０２３４】（付記１） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強
誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、回折ピー
クが分裂している場合には、各回折ピーク位置を基に分
極値を算出し、回折ピークが分裂していない場合には、
所定の回折線の半値幅を見積もり、前記半値幅に基いて
回折ピーク分離を行なって分極値を算出することを特徴
とする強誘電体膜の評価方法。

【０２３５】（付記２） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強
誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し、第１の回折
ピークの半値幅を指標として、前記第１の回折ピークの
半値幅が温度変化しない場合には、当該半値幅を利用
し、常に温度変化する第２の回折ピークを分離して分極
値を算出し、前記第１の回折ピークの半値幅が温度変化
する場合には、高温領域における前記第２の回折ピーク
の半値幅を利用し、前記第２の回折ピークを分離して分
極値を算出することを特徴とする強誘電体膜の評価方
法。

【０２３６】（付記３） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強
誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その各々の結晶
群について結晶構造毎の回折ピークに着目して、結晶の
量と歪の大きさを測定することを特徴とする強誘電体膜
の評価方法。

【０２３７】（付記４） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強
誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その各々の結晶
群について結晶構造毎の回折ピークに着目して、回折ピ
ークが分裂している場合には、各回折ピーク位置を基に
分極値を算出し、回折ピークが分裂していない場合に
は、所定の回折線の半値幅を見積もり、前記半値幅に基
いて回折ピーク分離を行なって分極値を算出して、各々
の前記結晶群における結晶の量と歪の大きさを測定する
ことを特徴とする強誘電体膜の評価方法。

【０２３８】（付記５） 前記各結晶構造は、正方晶、
斜方晶、菱面体晶、立方晶であり、これらの前記結晶構
造の各々について分極値を算出することを特徴とする付
記１〜４のいずれか１項に記載の強誘電体膜の評価方
法。

【０２３９】（付記６） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定する検査装置であって、Ｘ線回折により、前記強誘電
体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、
回折ピークが分裂している場合には、各回折ピーク位置
を基に分極値を算出し、回折ピークが分裂していない場
合には、所定の回折線の半値幅を見積もり、前記半値幅
に基いて回折ピーク分離を行なって分極値を算出するこ
とを特徴とする強誘電体膜の評価装置。

【０２４０】（付記７） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定する評価装置であって、Ｘ線回折により、前記強誘電
体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し、高
温領域でほぼ一定値となる第１の回折ピークの半値幅を
指標として、前記第１の回折ピークの半値幅が温度変化
しない場合には、当該半値幅を利用し、常に温度変化す
る第２の回折ピークを分離して分極値を算出し、前記第
１の回折ピークの半値幅が温度変化する場合には、前記
高温領域における前記第２の回折ピークの半値幅を利用
し、前記第２の回折ピークを分離して分極値を算出する
ことを特徴とする強誘電体膜の評価装置。

【０２４１】（付記８） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定する評価装置であって、Ｘ線回折により、前記強誘電
体膜の強誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その各
々の結晶群について結晶構造毎の回折ピークに着目し
て、結晶の量と歪の大きさを測定することを特徴とする
強誘電体膜の評価方法。

【０２４２】（付記９） 強誘電体膜の強誘電特性を判
定する評価装置であって、Ｘ線回折により、前記強誘電
体膜の強誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その各
々の結晶群について結晶構造毎の回折ピークに着目し
て、回折ピークが分裂している場合には、各回折ピーク
位置を基に分極値を算出し、回折ピークが分裂していな
い場合には、所定の回折線の半値幅を見積もり、前記半
値幅に基いて回折ピーク分離を行なって分極値を算出し
て、各々の前記結晶群における結晶の量と歪の大きさを
測定することを特徴とする強誘電体膜の評価装置。

【０２４３】（付記１０） 前記各結晶構造は、正方
晶、斜方晶、菱面体晶、立方晶であり、これらの前記結
晶構造の各々について分極値を算出することを特徴とす
る付記５〜９のいずれか１項に記載の強誘電体膜の評価
方法。

【０２４４】（付記１１） 強誘電体膜の強誘電特性を
判定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の
強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘電
体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘電体膜
の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいは
ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈｈ）回折
線の半値幅を検出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶
の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）
／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋ
ｌ）回折線及び（ｈｈｈ）回折線の半値幅を検出し、強
誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強誘
電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，
ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除く
（ｈｋｌ）回折線及び（ｈ００）回折線の半値幅を検出
し、検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強
誘電特性を判定することを特徴とする強誘電体膜の評価
方法。

【０２４５】（付記１２） 強誘電体膜の強誘電特性を
判定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の
強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘電
体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘電体膜
の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいは
ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出
し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記
強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折
線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅
のみを検出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場
合には、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回
折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０であ
る回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出
し、検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強
誘電特性を判定することを特徴とする強誘電体膜の評価
方法。

【０２４６】（付記１３） 強誘電体膜の強誘電特性を
判定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の
強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘電
体の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘電体膜の
（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ
＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピーク
が分離しているときには、その各々の回折ピーク位置を
基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から分
極値を算出し、回折ピークが分離していないときには、
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の半値幅から分極値の情
報が含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半
値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／
（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）
回折線の回折ピーク分離を行い、その各々の回折ピーク
位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、その格子定数
から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶
の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／
（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）
回折線を測定し、回折ピークが分離しているときには、
その各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の
格子定数を求め、その格子定数から分極値を算出し、回
折ピークが分離していないときには、前記強誘電体膜の
（ｈｈｈ）回折線の半値幅から分極値の情報が含まれて
いない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に前
記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折
ピーク分離を行い、その各々の回折ピーク位置を基にａ
軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から
分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の
場合、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折
線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である
回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピークが
分離しているときには、その各々の回折ピーク位置を基
にａ軸とα角の格子定数を求め、その格子定数から分極
値を算出し、回折ピークが分離していないときには、前
記強誘電体膜の（ｈ００）回折線の半値幅から分極値の
情報が含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その
半値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈ
ｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが
０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分
離を行い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角
の格子定数を求め、その格子定数から分極値を算出する
ことを特徴とする強誘電体膜の評価方法。

【０２４７】（付記１４） 強誘電体膜の強誘電特性を
判定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の
強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘電
体の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘電体膜の
（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ
＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分
離しているときには、その各々のピーク位置からａ軸と
ｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分極値を算
出し、ピークが分離していないときには、温度上昇によ
り半値幅が変化しなくなる程度の高温における当該半値
幅から分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を
見積もり、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各
々のピーク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を算出してこ
の格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構
造が斜方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０
ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く
（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分離しているとき
には、その各々のピーク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の
格子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出し、
ピークが分離していないときには、温度上昇により半値
幅が変化しなくなる程度の高温における当該半値幅から
分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見積も
り、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各々のピ
ーク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を算出して
この格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶
構造が菱面体晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれ
か２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線につい
て、ピークが分離しているときには、その各々のピーク
位置からａ軸とα角の格子定数を算出してこの格子定数
から分極値を算出し、ピークが分離していないときに
は、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程度の高温
における当該半値幅から分極値の情報が含まれていない
回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基にピーク分
離を行い、その各々のピーク位置からａ軸とα角の格子
定数を算出してこの格子定数から分極値を算出すること
を特徴とする強誘電体膜の評価方法。

【０２４８】（付記１５） 強誘電体膜の強誘電特性を
判定するに際して、Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の
強誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その各々の結
晶群について結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘
電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘電体
膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるい
はｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強誘電
体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘電体膜
の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいは
ｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強誘電体
の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強誘電体膜
の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌ
のうち、いずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋ
ｌ）回折線を検出し、強誘電体の前記結晶構造が立方晶
の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｋｌ）回折線を検出
し、各々の前記結晶群における結晶の量と歪の大きさを
測定することを特徴とする強誘電体膜の評価方法。

【０２４９】（付記１６） Ｘ線回折により、強誘電体
膜の強誘電特性を判定する検査装置であって、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記
強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折
線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈ
ｈｈ）回折線の半値幅を検出し、強誘電体の前記結晶構
造が斜方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈｈ）回折線の半値幅を検
出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、
前記強誘電体膜の（ｈｈｌ）／（−ｈｈｈ）回折線ある
いはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線
を除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈ００）回折線の半値幅
を検出し、検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体
膜の強誘電特性を判定する手段を備えることを特徴とす
る強誘電体膜の検査装置。

【０２５０】（付記１７） Ｘ線回折により、強誘電体
膜の強誘電特性を判定する検査装置であって、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記
強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折
線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅
のみを検出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合
には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（０
０ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折
線の半値幅のみを検出し、強誘電体の前記結晶構造が菱
面体晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−
ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２
つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅の
みを検出し、検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電
体膜の強誘電特性を判定する手段を備えることを特徴と
する強誘電体膜の検査装置。

【０２５１】（付記１８） Ｘ線回折により、強誘電体
膜の強誘電特性を判定する検査装置であって、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回
折ピークが分離しているときには、その各々の回折ピー
ク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、その格子定
数から分極値を算出し、回折ピークが分離していないと
きには、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の半値幅から分
極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見積も
り、その半値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行い、その各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、
その格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶
構造が斜方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／
（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除
く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピークが分離してい
るときには、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ
軸及びｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から分極値
を算出し、回折ピークが分離していないときには、前記
強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の半値幅から分極値の情
報が含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半
値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／
（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）
回折線の回折ピーク分離を行い、その各々の回折ピーク
位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を求め、その
格子定数から分極値を算出し、強誘電体の前記結晶構造
が菱面体晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−
ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２
つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、
回折ピークが分離しているときには、その各々の回折ピ
ーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を求め、その格子
定数から分極値を算出し、回折ピークが分離していない
ときには、前記強誘電体膜の（ｈ００）回折線の半値幅
から分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見
積もり、その半値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）
／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いず
れか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の回
折ピーク分離を行い、その各々の回折ピーク位置を基に
ａ軸とα角の格子定数を求め、その格子定数から分極値
を算出することを特徴とする強誘電体膜の検査装置。

【０２５２】（付記１９） Ｘ線回折により、強誘電体
膜の強誘電特性を判定する検査装置であって、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合、前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線について、ピ
ークが分離しているときには、その各々のピーク位置か
らａ軸とｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分
極値を算出し、ピークが分離していないときには、温度
上昇により半値幅が変化しなくなる程度の高温における
当該半値幅から分極値の情報が含まれていない回折線の
半値幅を見積もり、その半値幅を基にピーク分離を行
い、その各々のピーク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を
算出してこの格子定数から分極値を算出し、強誘電体の
前記結晶構造が斜方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分離して
いるときには、その各々のピーク位置からａ軸、ｂ軸及
びｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分極値を
算出し、ピークが分離していないときには、温度上昇に
より半値幅が変化しなくなる程度の高温における当該半
値幅から分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅
を見積もり、その半値幅を基にピーク分離を行い、その
各々のピーク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を
算出してこの格子定数から分極値を算出し、強誘電体の
前記結晶構造が菱面体晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ
ｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのう
ち、いずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回
折線について、ピークが分離しているときには、その各
々のピーク位置からａ軸とα角の格子定数を算出してこ
の格子定数から分極値を算出し、ピークが分離していな
いときには、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程
度の高温における当該半値幅から分極値の情報が含まれ
ていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に
ピーク分離を行い、その各々のピーク位置からａ軸とα
角の格子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出
することを特徴とする強誘電体膜の検査装置。

【０２５３】（付記２０） Ｘ線回折により、強誘電体
膜の強誘電特性を判定する検査装置であって、前前記強
誘電体膜の強誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、そ
の各々の結晶群について結晶構造毎に回折ピークに着目
して、強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前
記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出
し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記
強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折
線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出
し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前
記強誘電体膜の（ｈｈｌ）／（−ｈｈｈ）回折線あるい
はｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を
除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強誘電体の前記結晶構
造が立方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｋｌ）回
折線を検出し、各々の前記結晶群における結晶の量と歪
の大きさを測定することを特徴とする強誘電体膜の検査
装置。

【０２５４】（付記２１） Ｘ線回折により、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体膜の強誘電特性を判定するためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
って、前記プログラムは、強誘電体の前記結晶構造が正
方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線及び（ｈｈｈ）回折線の半値幅を検出し、
強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈ
ｈ）回折線の半値幅を検出し、強誘電体の前記結晶構造
が菱面体晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／
（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれ
か２つが０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線及び
（ｈ００）回折線の半値幅を検出し、検出した前記各半
値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電特性を判定するこ
とを実行させるものであることを特徴とする記憶媒体。

【０２５５】（付記２２） Ｘ線回折により、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体膜の強誘電特性を判定するためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
って、前記プログラムは、強誘電体の前記結晶構造が正
方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、強誘電体の前記結
晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ０
０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝
ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、強誘
電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強誘電
体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，
ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除く
（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、検出した前記
各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電特性を判定す
ることを実行させるものであることを特徴とする記憶媒
体。

【０２５６】（付記２３） Ｘ線回折により、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体膜の強誘電特性を判定するためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
って、前記プログラムは、強誘電体の前記結晶構造が正
方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）
／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋ
ｌ）回折線を測定し、回折ピークが分離しているときに
は、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子
定数を求め、その格子定数から分極値を算出し、回折ピ
ークが分離していないときには、強誘電体膜の（ｈｈ
ｈ）回折線の半値幅から分極値の情報が含まれていない
回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク
分離を行い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ
軸の格子定数を求め、その格子定数から分極値を算出
し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合、前記強誘
電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回
折ピークが分離しているときには、その各々の回折ピー
ク位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を求め、そ
の格子定数から分極値を算出し、回折ピークが分離して
いないときには、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の
半値幅から分極値の情報が含まれていない回折線の半値
幅を見積もり、その半値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈ
００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ
＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行い、
その各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の
格子定数を求め、その格子定数から分極値を算出し、強
誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合、前記強誘電体
膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，
ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除く（ｈｋ
ｌ）回折線を測定し、回折ピークが分離しているときに
は、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子
定数を求め、その格子定数から分極値を算出し、回折ピ
ークが分離していないときには、前記強誘電体膜の（ｈ
００）回折線の半値幅から分極値の情報が含まれていな
い回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に前記強
誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいは
ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除
く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行い、その各々
の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子定数を求め、
その格子定数から分極値を算出することを実行させるも
のであることを特徴とする記憶媒体。

【０２５７】（付記２４） Ｘ線回折により、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体膜の強誘電特性を判定するためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
って、前記プログラムは、強誘電体の前記結晶構造が正
方晶の場合、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）
／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋ
ｌ）回折線について、ピークが分離しているときには、
その各々のピーク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を算出
してこの格子定数から分極値を算出し、ピークが分離し
ていないときには、温度上昇により半値幅が変化しなく
なる程度の高温における当該半値幅から分極値の情報が
含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅
を基にピーク分離を行い、その各々のピーク位置からａ
軸とｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分極値
を算出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合、前
記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回
折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線につい
て、ピークが分離しているときには、その各々のピーク
位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を算出してこの
格子定数から分極値を算出し、ピークが分離していない
ときには、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程度
の高温における当該半値幅から分極値の情報が含まれて
いない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基にピ
ーク分離を行い、その各々のピーク位置からａ軸、ｂ軸
及びｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分極値
を算出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合、
前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線ある
いはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線
を除く（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分離してい
るときには、その各々のピーク位置からａ軸とα角の格
子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出し、ピ
ークが分離していないときには、温度上昇により半値幅
が変化しなくなる程度の高温における当該半値幅から分
極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見積も
り、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各々のピ
ーク位置からａ軸とα角の格子定数を算出してこの格子
定数から分極値を算出することを実行させるものである
ことを特徴とする記憶媒体。

【０２５８】（付記２５） Ｘ線回折により、前記強誘
電体膜の強誘電体の結晶を異なる結晶群に分類し、その
各々の結晶群について結晶構造毎に回折ピークに着目し
て、強誘電体膜の強誘電特性を判定するためのプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
って、前記プログラムは、強誘電体の前記結晶構造が正
方晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線を検出し、強誘電体の前記結晶構造が斜方
晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ
０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈ
ｋｌ）回折線を検出し、強誘電体の前記結晶構造が菱面
体晶の場合には、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈ
ｈｈ）回折線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つ
が０である回折線を除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、強
誘電体の前記結晶構造が立方晶の場合には、前記強誘電
体膜の（ｈｋｌ）回折線を検出し、各々の前記結晶群に
おける結晶の量と歪の大きさを測定することを実行させ
るものであることを特徴とする記憶媒体。

【０２５９】（付記２６） 容量絶縁膜を介して下部導
電体膜と上部導電体膜とが対向してなるキャパシタを備
えた半導体装置を製造するに際して、付記１〜５,１１
〜１５のいずれか１項に記載の評価方法により強誘電特
性を判定された強誘電体膜を前記容量絶縁膜として用い
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。

【０２６０】（付記２７） 前記強誘電体膜の強誘電特
性を判定した後、適時条件を修正することを特徴とする
付記２６に記載の半導体装置の製造方法。

【０２６１】（付記２８） 前記強誘電体膜の強誘電特
性を判定した後、適時強誘電特性を回復させる処理を施
すことを特徴とする付記２６に記載の半導体装置の製造
方法。

【０２６２】（付記２９） 前記強誘電体膜に立体構造
が存するときには、平坦な領域を作製しておき、その領
域を検査し、強誘電体膜の強誘電特性を判定することを
特徴とする付記１〜５,１１〜１５のいずれか１項に記
載の評価方法。

【０２６３】

【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線回折を使用して強
誘電体膜のピークの半値幅やピーク位置を検出し、その
結果に基づいて強誘電体膜の強誘電性の有無または自発
分極の強さを判定することにより、従来方法では必須と
考えられていた電界を印加するための電極が無くても強
誘電体膜の強誘電性を評価することができる。

【０２６４】また、本発明によれば、実際の素子製造工
程で製造途中の素子についても、強誘電性の評価が可能
である。更に、実際の素子製造工程の素子について強誘
電性の良否を調べ、不良と判定した時には、条件を修正
しロットを流したり、判定に使用した素子と同一ロット
の素子に対し酸素雰囲気中でアニールするなどの処理を
施して、強誘電特性を回復させることが可能となる。こ
れにより、製造歩留まりの向上が図れるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による強誘電体膜の評価方法を
ステップ順に示すフローチャートである。

【図２】図１に引き続き、第１の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図３】図２に引き続き、第１の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図４】第２の実施形態による強誘電体膜の評価方法を
ステップ順に示すフローチャートである。

【図５】図４に引き続き、第２の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図６】図５に引き続き、第２の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図７】第３の実施形態による強誘電体膜の評価方法を
ステップ順に示すフローチャートである。

【図８】図６に引き続き、第３の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図９】図８に引き続き、第３の実施形態による強誘電
体膜の評価方法をステップ順に示すフローチャートであ
る。

【図１０】第３の実施形態によるパーソナルユーザ端末
装置の内部構成を示す模式図である。

【図１１】実施例１，２において使用した試料の断面図
である。

【図１２】ＰＺＴ（２００）／（０２０）／（００２）
回折ピークの半値幅の温度変化を示す特性図である。

【図１３】ＰＺＴ（２００）／（０２０）／（００２）
回折ピークから求めた分極値の温度変化を示す特性図で
ある。

【図１４】ＰＺＴ（１１１）回折ピークの半値幅の温度
変化を示す特性図である。

【図１５】実施例３において使用した試料の断面図であ
る。

【図１６】分極値とＰＺＴ（１００）／（０１０）／
（００１）回折ピークの半値幅の相関図である。

【図１７】実施例４において使用した試料の断面図であ
る。

【図１８】ＰＬＣＳＺＴ（１００）回折ピーク位置とバ
ックグラウンド位置でχスキャンを行った特性図であ
る。

【図１９】図１８のＰＬＣＳＺＴ（１００）回折ピーク
位置でのχスキャンからバックグラウンド位置でのχス
キャンを引いた特性図である。

【図２０】χを変えながら２θ／ωスキャンを行い得ら
れたＰＬＣＳＺＴ（１００）回折ピークまわりのマップ
図である。

【図２１】実施例５において使用した試料の断面図であ
る。

【図２２】ＰＺＴ（１００）回折ピーク位置でのχスキ
ャンからバックグラウンド位置でのχスキャンを引いた
特性図である。

【図２３】χ＝０°（（１００）配向結晶）、χ＝２０
°（無配向結晶）、χ＝５５（（１１１）配向結晶）で
ＰＺＴ（１００）回折ピーク近傍の２θ／ωスキャンを
行った特性図である。

【符号の説明】

１０ Ｓｉ基板 １１ ＳｉＯ₂膜 １２ Ｔｉ膜 １３ 下部Ｐｔ電極 １４，１６，１８ ＰＺＴ膜 １５ ＩｒＯ₂膜 １７ ＰＬＣＳＺＴ膜

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 21/66 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA18 CA01 DA01 FA06 FA17 GA17 HA12 JA08 JA11 JA14 KA08 KA20 LA11 MA05 RA03 4G030 AA16 AA17 AA40 BA09 CA01 CA04 CA08 4G031 AA11 AA12 AA32 BA09 CA01 CA04 CA08 4M106 AB20 BA20 CA70 CB17 DH25 DJ11 DJ20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強誘電体膜の強誘電特性を判定する検査
   装置であって、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目して、 回折ピークが分裂している場合には、各回折ピーク位置
   を基に分極値を算出し、 回折ピークが分裂していない場合には、所定の回折線の
   半値幅を見積もり、前記半値幅に基いて回折ピーク分離
   を行なって分極値を算出することを特徴とする強誘電体
   膜の評価装置。
2. 【請求項２】 強誘電体膜の強誘電特性を判定する評価
   装置であって、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目し、第１の回折ピークの半値幅を
   指標として、 前記第１の回折ピークの半値幅が温度変化しない場合に
   は、当該半値幅を利用し、常に温度変化する第２の回折
   ピークを分離して分極値を算出し、 前記第１の回折ピークの半値幅が温度変化する場合に
   は、高温領域における前記第２の回折ピークの半値幅を
   利用し、前記第２の回折ピークを分離して分極値を算出
   することを特徴とする強誘電体膜の評価装置。
3. 【請求項３】 強誘電体膜の強誘電特性を判定する評価
   装置であって、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶を異
   なる結晶群に分類し、その各々の結晶群について結晶構
   造毎の回折ピークに着目して、結晶の量と歪の大きさを
   測定することを特徴とする強誘電体膜の評価方法。
4. 【請求項４】 強誘電体膜の強誘電特性を判定する評価
   装置であって、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶を異
   なる結晶群に分類し、その各々の結晶群について結晶構
   造毎の回折ピークに着目して、 回折ピークが分裂している場合には、各回折ピーク位置
   を基に分極値を算出し、 回折ピークが分裂していない場合には、所定の回折線の
   半値幅を見積もり、前記半値幅に基いて回折ピーク分離
   を行なって分極値を算出して、各々の前記結晶群におけ
   る結晶の量と歪の大きさを測定することを特徴とする強
   誘電体膜の評価装置。
5. 【請求項５】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
   して、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目して、 強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈ
   ｈ）回折線の半値幅を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈｈ
   ｈ）回折線の半値幅を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強
   誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいは
   ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除
   く（ｈｋｌ）回折線及び（ｈ００）回折線の半値幅を検
   出し、 検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電
   特性を判定することを特徴とする強誘電体膜の評価方
   法。
6. 【請求項６】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
   して、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目して、 強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみ
   を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみ
   を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強
   誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいは
   ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除
   く（ｈｋｌ）回折線の半値幅のみを検出し、 検出した前記各半値幅に基いて前記強誘電体膜の強誘電
   特性を判定することを特徴とする強誘電体膜の評価方
   法。
7. 【請求項７】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
   して、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目して、 強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
   回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測
   定し、回折ピークが分離しているときには、その各々の
   回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を求め、そ
   の格子定数から分極値を算出し、回折ピークが分離して
   いないときには、強誘電体膜の（ｈｈｈ）回折線の半値
   幅から分極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を
   見積もり、その半値幅を基に前記強誘電体膜の（ｈ０
   ０）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるいはｈ＝ｋ＝
   ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行い、そ
   の各々の回折ピーク位置を基にａ軸とｃ軸の格子定数を
   求め、その格子定数から分極値を算出し、 強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
   回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を測
   定し、回折ピークが分離しているときには、その各々の
   回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を
   求め、その格子定数から分極値を算出し、回折ピークが
   分離していないときには、前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）
   回折線の半値幅から分極値の情報が含まれていない回折
   線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に前記強誘電体
   膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あるい
   はｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離
   を行い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸、ｂ軸及
   びｃ軸の格子定数を求め、その格子定数から分極値を算
   出し、 強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線ある
   いはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線
   を除く（ｈｋｌ）回折線を測定し、回折ピークが分離し
   ているときには、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸
   とα角の格子定数を求め、その格子定数から分極値を算
   出し、回折ピークが分離していないときには、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）回折線の半値幅から分極値の情報が
   含まれていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅
   を基に前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折
   線あるいはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である
   回折線を除く（ｈｋｌ）回折線の回折ピーク分離を行
   い、その各々の回折ピーク位置を基にａ軸とα角の格子
   定数を求め、その格子定数から分極値を算出することを
   特徴とする強誘電体膜の評価方法。
8. 【請求項８】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
   して、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶構造
   毎に回折ピークに着目して、 強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
   回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線につ
   いて、ピークが分離しているときには、その各々のピー
   ク位置からａ軸とｃ軸の格子定数を算出してこの格子定
   数から分極値を算出し、ピークが分離していないときに
   は、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程度の高温
   における当該半値幅から分極値の情報が含まれていない
   回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基にピーク分
   離を行い、その各々のピーク位置からａ軸とｃ軸の格子
   定数を算出してこの格子定数から分極値を算出し、 強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）
   回折線あるいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線につ
   いて、ピークが分離しているときには、その各々のピー
   ク位置からａ軸、ｂ軸及びｃ軸の格子定数を算出してこ
   の格子定数から分極値を算出し、ピークが分離していな
   いときには、温度上昇により半値幅が変化しなくなる程
   度の高温における当該半値幅から分極値の情報が含まれ
   ていない回折線の半値幅を見積もり、その半値幅を基に
   ピーク分離を行い、その各々のピーク位置からａ軸、ｂ
   軸及びｃ軸の格子定数を算出してこの格子定数から分極
   値を算出し、 強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合、 前記強誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線ある
   いはｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線
   を除く（ｈｋｌ）回折線について、ピークが分離してい
   るときには、その各々のピーク位置からａ軸とα角の格
   子定数を算出してこの格子定数から分極値を算出し、ピ
   ークが分離していないときには、温度上昇により半値幅
   が変化しなくなる程度の高温における当該半値幅から分
   極値の情報が含まれていない回折線の半値幅を見積も
   り、その半値幅を基にピーク分離を行い、その各々のピ
   ーク位置からａ軸とα角の格子定数を算出してこの格子
   定数から分極値を算出することを特徴とする強誘電体膜
   の評価方法。
9. 【請求項９】 強誘電体膜の強誘電特性を判定するに際
   して、 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強誘電体の結晶を異
   なる結晶群に分類し、その各々の結晶群について結晶構
   造毎に回折ピークに着目して、 強誘電体の前記結晶構造が正方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が斜方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈ００）／（０ｋ０）／（００ｌ）回折線あ
   るいはｈ＝ｋ＝ｌを除く（ｈｋｌ）回折線を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が菱面体晶の場合には、前記強
   誘電体膜の（ｈｈｈ）／（−ｈｈｈ）回折線あるいは
   ｈ，ｋ，ｌのうち、いずれか２つが０である回折線を除
   く（ｈｋｌ）回折線を検出し、 強誘電体の前記結晶構造が立方晶の場合には、前記強誘
   電体膜の（ｈｋｌ）回折線を検出し、 各々の前記結晶群における結晶の量と歪の大きさを測定
   することを特徴とする強誘電体膜の評価方法。
10. 【請求項１０】 Ｘ線回折により、前記強誘電体膜の強
    誘電体の結晶構造毎に回折ピークに着目して、強誘電体
    膜の強誘電特性を判定するためのプログラムを記憶した
    コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、 前記プログラムは、請求項５〜９のいずれか１項に記載
    の強誘電体膜の評価方法の手順を実行するものであるこ
    とを特徴とする記憶媒体。