JP2003193243A

JP2003193243A - 高誘電率酸化膜の形成方法及び該方法に用いる半導体製造装置

Info

Publication number: JP2003193243A
Application number: JP2001397775A
Authority: JP
Inventors: Akira Kurokawa; 明黒河; Hidehiko Nonaka; 秀彦野中; Takeshi Nakamura; 健中村
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】リーク電流の発生がなく長期に亘って優れた
絶縁性能が維持される高信頼性の高誘電率絶縁酸化膜を
半導体基板上に形成する方法及びその半導体製造装置を
提供する。【解決手段】半導体基板上に有機金属化合物を用いて
高誘電率酸化膜を形成し、得られた高誘電率酸化膜を酸
化性ガスまたはオゾン水溶液で清浄化処理してその酸化
膜形成時に発生した有機系汚染物を除去する高誘電率酸
化膜の形成方法である。この清浄化処理には、紫外線照
射を併用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造プロセスに用いられるゲート絶縁膜用酸化膜形成方
法およびその方法に用いる半導体製造装置に関するもの
である。とくに高誘電率酸化物を半導体のゲート絶縁膜
用酸化膜として形成する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路におけるトランジスター
は、半導体集積度の向上に伴って微細化が著しく進めら
れており、現状ではトランジスターを構成するゲート絶
縁膜は、厚さ数ナノメートルオーダーの超薄膜となって
いる。現在、このゲート絶縁膜の材質としては酸化シリ
コン（ＳｉＯ_２）が使用されてきているが、ＳｉＯ_２を
用いて更なる薄膜化を進めることは、もはや物理的に困
難な状況に至っており、ＳｉＯ_２に替わる高誘電率を持
つ絶縁膜材料の出現が求められている。最近、様々な高
誘電率材料がゲート絶縁膜用酸化膜の候補として挙げら
れているものの、これらの良好な成膜方法が課題となっ
ている。

【０００３】従来、高誘電率酸化膜を形成する手法とし
ては、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相薄膜成長法）、パルス
レーザーデポジション（ＰＬＤ法、レーザーアブレーシ
ョン成膜法ともいう）、スパッターデポジションなどの
手法が提案されている。その一つは、パルスレーザーデ
ポジション法を利用したＺｒ酸化薄膜の形成方法である
（文献：International Electron Devices Meeting (IE
DM2000), T. Yamaguchiら、東芝）。この方法は、Ｚｒ
Ｏ_２ターゲットにレーザーを照射して飛散させ、それを
基板に堆積させて膜を形成する手法であり、堆積工程で
は基板温度を高くする必要がないため、堆積したＺｒＯ
_２膜とシリコン基板との反応により形成される界面層の
厚さを薄く抑制できるという利点がある。しかし、この
方法では、近年における３００ｍｍ口径という大面積シ
リコンウエハー上に均一なＺｒ酸化膜を作製することは
困難であるという問題がある。

【０００４】また、ＭＯＣＶＤ法でＺｒＯ_２薄膜を作成
する例としては、ＺｒＯ_２の前駆体であるジルコニウ
ムテトラ−ｔ−ブトキサイド（Zr-tetra-t-butoxide）
を用いる方法(文献：International Electron Devices
Meeting (IEDM2000)、C.H.Leeら、 University of Texa
s at Austin)が報告されている。この論文には、Zr-tet
ra-t-butoxideをＺｒの前駆体として用いて５００℃の
急速加熱ＣＶＤ法で成膜した結果、リーク電流の少ない
(20 mAcm^-2@Vg=-1V)酸化膜が得られたことが示されてい
る。このＭＯＣＶＤプロセスの特長は、パルスレーザー
デポジション法に比べて大面積のウエハー上に均一な膜
を形成できること、スパッター蒸着法に比べて飛来する
粒子エネルギーが小さいために基板や酸化膜への膜損が
小さいことなどであり、大面積ウエハーを取り扱う半導
体プロセスには好都合であるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＭＯＣＶＤ法
では、金属を供給するためのガス状前駆体を選択するこ
とが重要であって、蒸気圧や成分などの制約から絶縁膜
形成に好適なガス状物は極めて限定されている。唯一候
補としてあげられる有機金属化合物を用いて成膜する
と、得られた形成膜中に炭化水素系有機物が多量（数％
程度）に残存するという重大な問題があった。これを解
決する一つの手法は、有機物が混入する可能性のない前
駆体を開発することであるが、このような前駆体は未だ
見出されていないのが実状である。

【０００６】さらに、デバイス中の酸化絶縁膜は、極薄
であるにも関わらず、高い電界が印加されても長期にわ
たり絶縁性能を維持できるという長期信頼性が求められ
る。例えば、酸化絶縁膜中に炭素系汚染物が存在する
と、膜中の汚染物存在箇所の付近には、絶縁膜の漏れ電
流通路の核が形成されて洩れ電流が発生し、絶縁膜の長
期信頼性が低下することが懸念される。図６は、炭素が
極薄の絶縁膜中に混入しそれが電流の通り道となって絶
縁膜が劣化している模様を示す模式図である。図６にお
いて、１は半導体基板、２は高誘電率酸化膜、１４は炭
素系汚染物、１６は電極、１５は１と１６の間に電圧を
加えたときの漏れ電流の通路である。このように、有機
物汚染物が酸化絶縁膜に混入するため長期信頼性に懸念
があり、ＭＯＣＶＤ法で形成された高誘電率絶縁膜は、
実用デバイスの作製に問題があった。

【０００７】本発明は、従来の半導体プロセスにおいて
高誘電率酸化物をゲート絶縁酸化膜として形成する際の
上記した問題点を解決するためになされたものである。
すなわち、本発明の目的は、高誘電率絶縁酸化膜中の有
機系汚染物が効率的に取り除かれて、リーク電流の発生
がなく長期に亘って優れた絶縁性能が維持される高信頼
性の高誘電率絶縁酸化膜を半導体基板上に形成する方法
を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そ
れぞれのプロセス装置が大気から遮蔽された環境で連結
された高誘電率絶縁酸化膜の作製に用いられる半導体製
造装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、半導体基板
上にＭＯＣＶＤ法等で形成された高誘電率酸化膜中の有
機系汚染物は、特定の化学処理を施すことによって容易
に除去されることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。すなわち、本発明の高誘電率酸化膜の形成方法は、
半導体基板上に有機金属化合物を用いて高誘電率酸化膜
を形成し、得られた高誘電率酸化膜を酸化性ガスで清浄
化処理して該酸化膜形成時に発生した有機系汚染物を除
去することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の半導体製造装置は、少なく
とも半導体基板上に有機金属化合物を用いて高誘電率酸
化膜を形成する酸化膜形成手段と、その酸化膜の形成時
に混入した有機系汚染物を酸化性ガスまたはオゾン水溶
液で処理して除去する清浄化手段と、該酸化膜中の有機
汚染物を測定する評価手段とを有し、これら全ての手段
が一つの搬送路で連結されていることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明において、半導体基板上に高誘電率
酸化膜を作製する酸化膜形成工程では、高誘電率酸化膜
を構成する金属を含むガス状又は溶液状の有機金属化合
物を前駆体として用い、この前駆体を金属供給源とし
て、ＭＯＣＶＤ法、スパッター蒸着法、レーザースパッ
ター蒸着法（ＰＬＤ）などの手法を用いて酸化膜を形成
することができる。その半導体基板としては、ゲート絶
縁膜などの絶縁用酸化膜が設けられる従来公知の材料で
あれば如何なるものも使用可能であって、例えば、シリ
コン、ゲルマニウム、ＳｉＣ、ＧａＡｓなどが挙げられ
る。

【００１１】本発明によって形成される高誘電率酸化膜
は、高誘電率を有する遷移金属などを含む金属酸化物で
あって、具体的にはＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＳｒＲｕ
Ｏ_３、Ｌａ酸化物及びそれらのシリケートから選ばれる
少なくとも１種からなるものが好ましい。そこで、これ
らの高誘電率酸化膜を形成するには、金属供給源として
上記した金属を含む有機金属化合物を前駆体として用い
る。本発明で前駆体として用いる有機金属化合物として
は、ガス状又は溶液状で使用可能なものであり、例えば
ジルコニウムテトラアルコキシドなどの金属アルコキシ
ド、有機金属塩などであって、具体的には、ジルコニウ
ムテトラブトキシド（Ｚｒ（ＯＣ_４Ｈ_９）４、Ｐｒ(dp
m)_３、Ｅｕ(dpm)_３、Ｓｍ(dpm)_３、Ｔｂ(dpm) _３、Ｈｏ
(dpm)_３、Ｙｂ(dpm)_３［ここで、dpmはtris2,2,6,6-te
tramethylheptane-3,5-dioxinateである。］などが挙げ
られる。また、それらのシリケートとしては、それらの
金属酸化物と二酸化珪素とからなる塩である。

【００１２】また、その高誘電率酸化膜の形成は、有機
金属化合物のガス状物が半導体基板上に堆積されて、所
望の膜厚を有する金属酸化膜が容易に作成されるような
温度条件下で行われるから基板温度の低温化が可能であ
り、酸素雰囲気下にジルコニウムテトラブトキシドを用
いてＺｒＯ_２膜を堆積させる場合には、通常４５０〜６
００℃の温度範囲で行う。オゾンを用いた場合には室温
から６００℃の温度範囲で行う。

【００１３】次に、半導体基板上に形成された高誘電率
酸化膜を酸化性ガスまたはオゾン水溶液で処理する清浄
化工程によって、その酸化膜形成時に発生した有機系汚
染物を除去した高誘電率酸化膜が得られる。本発明にお
ける清浄化工程では、高誘電率酸化膜の形成時に発生
し、その膜表面及び膜内部に残留した未反応物、有機化
合物及び炭素等の有機系汚染物を酸化性ガスまたはオゾ
ン水溶液を用いて処理される。この処理を行うことによ
り、有機系汚染物との分解反応が起こって有機汚染物が
分解除去され、清浄な高誘電率酸化膜が形成される。

【００１４】その清浄化処理に酸化性ガスを用いる場
合、大きな酸化力を有するオゾン、基底状態の酸素原子
（O（³P））及び励起状態の酸素原子（O（¹D））から選
ばれる少なくとも１種を含むガスまたはそれらの混合ガ
スを、半導体基板上に形成された高誘電率酸化膜に吹き
込むことにより行う。この基底状態の酸素原子は、基板
表面でオゾンが分解することにより生成され、また励起
状態の酸素原子は、オゾンに紫外線照射することなどに
より生成するものである。また、オゾン水溶液を用いる
場合、オゾン水溶液中に高誘電率酸化膜が表面に形成さ
れた半導体基板を浸漬するなどの方法により行う。

【００１５】さらに、有機系汚染物の除去には、酸化性
ガスまたはオゾン水溶液とともに、紫外線照射を併用す
ると炭素除去反応がより一層促進されることから好まし
い。紫外線を基板に直接照射すると紫外線支援により有
機物除去作用が向上する。また基板自体には全く照射し
なくても紫外線によって雰囲気ガスの反応活性度が向上
するため有機物除去作用を促進させることができる。こ
の紫外線照射の形態としては、基板に直接照射する方法
のほか、基板自体には全く照射することなく雰囲気ガス
中に照射する方法などが含まれる。

【００１６】本発明の清浄化工程において、酸化膜から
有機系汚染物を取り除く際の基板温度は、従来の熱酸化
プロセスで採用されている高温（通常７００℃以上）で
も使用可能であるが、室温〜５５０℃の低い温度で行う
ことが好ましい。また、その際、基板周囲の雰囲気は、
有機系汚染物の除去反応を促進させるには大気圧で行わ
れるが、反応活性種の寿命を延ばすには減圧状態で行う
ことが好ましい。その雰囲気を減圧にすると、他の気体
と反応し易いより活性な反応活性種が使用できるように
もなるため、有機汚染物除去反応が向上する。

【００１７】本発明における半導体製造装置は、少なく
とも半導体基板上にガス状の有機金属化合物を用いて高
誘電率酸化膜を形成する酸化膜形成手段と、高誘電率酸
化膜の形成時に混入した有機系汚染物を酸化性ガスまた
はオゾン水溶液で処理して除去する清浄化手段と、該酸
化膜中の有機汚染物を測定する評価手段とを有するとと
もに、これら全ての手段が一つの搬送路で連結されてい
るものである。

【００１８】本発明の半導体製造装置について図面を参
照して説明する。図４に示すように、まず、半導体基板
を配置する導入チャンバー７から、搬送路を経て高誘電
率酸化膜を形成する酸化膜形成チャンバー８に送り込ま
れて半導体基板の表面に高誘電率酸化膜が形成された
後、搬送路を経て清浄化チャンバー９に送り込んで化学
処理されることにより有機系汚染物が除去され、次に、
搬送路を経て評価チャンバー１０に移されて酸化膜中の
有機汚染物の残留量などを測定するものである。

【００１９】また、他の半導体製造装置としては、図５
に示すように、図４における酸化膜形成チャンバー８と
清浄化チャンバー９の両機能を兼ね備えたチャンバー１
２を設けることもできる。この場合、チャンバー１２
は、高誘電率酸化膜の形成と有機系汚染物の除去を行う
清浄化処理とを交互に繰り返し行うチャンバーである。
さらに、高誘電率酸化膜の形成と得られた酸化膜の清浄
化処理とを、時間的に交互もしくは同時に行う制御方式
を備えることが望ましい。膜形成工程と清浄化工程を交
互に行うことは、薄膜の堆積とその清浄化を繰り返すこ
ととなり、膜全体の含有炭素量が抑制できるように作用
する。また同時に行った場合は、膜の形成時間を短縮で
きるため、プロセスのスループットを向上させることが
できる。

【００２０】上記の半導体製造装置は、一つの搬送路に
よって全てのチャンバーが、減圧もしくは大気圧で連結
されており、かつ大気から隔離されて用いられることが
望ましい。また、その酸化膜形成と清浄化処理とを、交
互にまたは同時に行う制御方式を備えることもできる。
さらに、酸化膜形成チャンバー８には、半導体基板の加
熱装置を設けて酸化膜の形成に好適な温度に半導体基板
を加熱すること、清浄化チャンバー９には、酸化性ガス
の導入装置及び必要に応じて紫外線照射装置を設けるこ
とができる。

【００２１】図１及び図２は、ともに本発明における半
導体基板上に清浄な高誘電率酸化膜が形成される過程を
示す概念図である。図中において、１はシリコン基板、
２は高誘電率酸化膜、３は有機物汚染層、４は酸化性ガ
ス、５は紫外線である。図１においては、紫外線５が有
機物汚染層及び酸化膜に向けて直接照射されていること
を示し、他方、図２においては、紫外線５が酸化性ガス
に向けて照射されていることを示している。

【００２２】以下、本発明をより具体的に説明する。実施例１まず、シリコン基板をＲＣＡ法により化学洗浄し、直ち
に導入チャンバーに搬入して真空状態にした。次に、こ
のシリコン基板を酸化膜形成チャンバーに真空搬送路を
経て導入した。その膜形成チャンバー内に、ジルコニウ
ムテトラブトキシドのガスを導入し、基板温度５００
℃、酸素分圧１０^−４Ｐａにおいて酸化膜を堆積させる
ことにより、シリコン基板上に有機汚染物を含む厚さ約
１０ｎｍのＺｒ酸化薄膜が形成された［図１（ａ）］。
次に、そのシリコン基板を清浄化チャンバーに真空搬送
し、清浄化チャンバー内に高濃度オゾンガス（オゾン濃
度約３０％、残留成分は酸素）を照射すると同時に、清
浄化チャンバーに設置したランプから紫外線（ピーク波
長２５０ｎｍ、出力強度１８０ｍＷ、ビーム形状２０×
１ｍｍの長方形、１８０ｍｍ以下及び８００ｍｍ以上の
波長光を遮断したもの）をも併せて照射した。その際、
紫外線は酸化膜面に向けて直接照射した。この清浄化処
理条件は、基板温度を室温とし、オゾンガスの照射圧力
は１００Ｐａとした。また、この処理時間としては２０
分程度で十分な効果が得られた。次に、このようにして
有機汚染物の除去されたＺｒ酸化膜が表面に形成された
シリコン基板を汚染物評価チャンバーに真空中を搬送
し、ここでＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により表面の除
去度合いを観測したところ、表面の有機物が除去された
清浄なＺｒ酸化膜であることが確認された。

【００２３】以上の各工程は、図４で示す装置を用いて
行ったので、図４を参照してさらに説明する。図４にお
いて、導入チャンバー７を真空に排気して装置内にシリ
コン基板を導入した。次に、その基板は搬送路１１を経
由して高誘電率酸化膜形成チャンバー８に搬送され、こ
こで基板の表面にＺｒ酸化膜を形成した。次に、その基
板は搬送路１１を経て汚染物評価チャンバー１０に搬送
され、ここでＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により表面の
汚染度合いを観測した。次いで、搬送路１１を経て清浄
化チャンバー９に試料を搬入し、膜表面の残留炭素除去
による清浄化処理を行った。次に、再び汚染物評価チャ
ンバー１０で表面汚染の除去度合いを測定した。表面の
清浄を確認した後、基板は導入チャンバーに搬入され、
ここから基板を大気中に取り出した。これら各工程にお
ける全てのチャンバー及び搬送路は真空に保持され、大
気から隔離した環境で結ばれているため、工程中に大気
に含まれる炭化水素や水などの汚染ガスが付着すること
なくＺｒ酸化膜が形成された。上記各工程における真空
度は、導入チャンバー７内で１０^−６Ｐａであり、搬送
路１１、高誘電率酸化膜形成チャンバー８（ガス未導入
時）及び汚染物評価チャンバー１０で１０^−８Ｐａであ
り、清浄化チャンバー９（ガス未導入時）で１０^−７Ｐ
ａであった。また、導入チャンバーの大気圧へのパージ
ガスは窒素ガスであり、大気から１０^−４Ｐａ真空まで
の排気時間は５分であり、１０^−６Ｐａまだは３０分で
あった。

【００２４】上記工程中の評価チャンバー１０内におけ
る酸化膜表面の観察結果を図３に示す。図３(a)には、
汚染物評価チャンバーで得られたＺｒ酸化膜形成直後の
膜のＸ線光電子分光(XPS)スペクトルの１例である。こ
れは、Ｚｒ酸化膜形成直後のであるため、酸化膜の構成
元素であるＺｒや酸素の他に、除去すべき残留炭素が見
られる。この残留炭素の量は、清浄化処理によって図３
（ｂ）に見られるように減少する。図３（ｂ）では、ま
ずオゾン照射を１５分間行った後、さらに３０分間行
い、その後、紫外線を照射しながらオゾンを１０分間照
射し、さらに４０分間照射したときの薄膜中の残留炭素
量の減少を示している。この結果から、オゾン照射によ
り残留炭素を半減させることができ、さらに紫外線とオ
ゾンの併用で完全に炭素を除去できた。

【００２５】実施例２実施例１の清浄化工程における汚染物除去において、図
２（ｂ）に示すように紫外線（ピーク波長２５０ｎｍ、
出力強度１８０ｍＷ、ビーム形状２０×１ｍｍの長方
形、１８０ｍｍ以下及び８００ｍｍ以上の波長光を遮断
したもの）を基板と平行に５ｍｍ離して照射し、酸化膜
に直接光を照射しないようにしつつ紫外線とオゾンの併
用による清浄化を行った。その結果、オゾンの照射量が
実施例１よりも数倍必要になるものの、炭素除去清浄化
の効果は、実施例１（紫外線を試料に直接照射する）と
遜色のないものが得られた。

【００２６】実施例３実施例１のＺｒ酸化膜形成工程である高誘電率酸化膜形
成チャンバー８において内部を超高純度窒素雰囲気と
し、シリコン基板上にジルコニウムテトラブトキシド溶
液をスピンコート塗布した。チャンバー８を真空に排気
し、１０^−４Ｐａ酸素雰囲気下基板温度５００℃で酸化
処理した後、実施例１と同様にして清浄化処理を行っ
た。得られた酸化膜厚は、実施例１のものよりも数倍厚
いＺｒ酸化膜が形成されたが、この酸化膜に対しても炭
素除去清浄化の効果が見られた。

【００２７】実施例４図４に示す装置を用いて、実施例１の方法でＺｒ酸化膜
の形成、汚染物除去及び表面清浄度確認の工程を、３回
繰り返し行った。ここで形成工程は２０分であり、汚染
物除去工程は１０分であり、表面清浄度確認工程は１５
分であった。また、いずれの酸化膜形成清浄化処理後の
工程においても表面が清浄であることが確認できた。こ
の方法により、膜中に炭素のないことが確認された厚さ
約２０ナノメートルのＺｒ酸化膜を作製した。さらに、
この工程を繰り返すと、より膜厚の清浄なＺｒ酸化膜の
形成が可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板上に炭素汚
染のない清浄な高誘電率の酸化膜を簡易に作製されるか
ら、リーク電流が抑制された高信頼性の高誘電率酸化膜
を有する半導体を容易に得ることができる。また、本発
明では、大面積ウエハー処理に適したＣＶＤプロセスを
用いて形成された高誘電率酸化膜を簡易に清浄化できる
から、大面積ウエハーに清浄な高誘電率酸化膜の形成が
可能である。本発明の半導体製造装置では、高誘電率酸
化膜を形成する全ての工程が一つの搬送路で連結されて
いるうえに、設備が簡素であり、また大面積ウエハーも
取り扱えるから、工業的生産に容易に適用可能である。
また、全ての工程が大気から隔離されたチャンバー内で
行われるので、大気中に含まれる微粒子、水、炭化水素
ガスなどの汚染物が付着しないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における半導体基板上に清浄な高誘電率
酸化膜が形成される過程を示す一例の概念図である。

【図２】本発明における半導体基板上に清浄な高誘電率
酸化膜が形成される過程を示す他の一例の概念図であ
る。

【図３】（ａ）実施例１におけるＺｒ酸化膜形成直後の
膜のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）スペクトル図である。（ｂ）実施例１におけるオゾン照射及び紫外線併用オゾ
ン照射と薄膜中の残留炭素量との関係を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の半導体製造装置の一例を示す概略図で
ある。

【図５】本発明の半導体製造装置の他の一例を示す概略
図である。

【図６】絶縁膜中に不純物が混入して洩れ電流が発生し
て絶縁膜が劣化している模様を示す模式図である。

【符号の説明】

１：半導体基板２：高誘電率酸化膜３：有機物汚染層４：有機汚染物除去剤５：紫外線７：導入チャンバー８：高誘電率酸化膜形成チャンバー９：清浄化チャンバー１０：汚染物評価チャンバー１１：搬送路１２：高誘電率酸化膜形成と清浄化を交互に行うチャン
バー１４：炭素系汚染物１５：電流の通路１６：電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K030 AA11 BA01 BA10 BA21 BA42 BA47 CA04 CA12 DA08 FA10 HA13 JA10 5F045 AA06 AB31 AC07 AD08 AD09 HA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に有機金属化合物を用いて
高誘電率酸化膜を形成し、得られた高誘電率酸化膜を酸
化性ガスまたはオゾン水溶液で清浄化処理して該酸化膜
形成時に発生した有機系汚染物を除去することを特徴と
する高誘電率酸化膜の形成方法。
【請求項２】有機金属化合物を用いて形成される高誘
電率酸化膜が、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２
Ｏ_３、Ｐｒ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｔｂ_２Ｏ
_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３及びそれらの
シリケートから選ばれる少なくとも１種であることを特
徴とする請求項１に記載の高誘電率酸化膜の形成方法。
【請求項３】酸化性ガスが、オゾン、基底状態の酸素
原子及び励起状態の酸素原子から選ばれる少なくとも１
種を含むガスであることを特徴とする請求項１または２
に記載の高誘電率酸化膜の形成方法。
【請求項４】清浄化処理が、前記酸化性ガスまたはオ
ゾン水溶液と紫外線とを併用して行われることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１項に記載の高誘電率酸化
膜の形成方法。
【請求項５】清浄化処理が、室温ないし５５０℃の温
度範囲で行われることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の高誘電率酸化膜の形成方法。
【請求項６】少なくとも半導体基板上にガス状の有機
金属化合物を用いて高誘電率酸化膜を形成する酸化膜形
成手段と、該酸化膜の形成時に混入した有機系汚染物を
酸化性ガスで処理して除去する清浄化手段と、該酸化膜
中の有機系汚染物を測定する評価手段とを有し、これら
全ての手段が一つの搬送路で連結されていることを特徴
とする半導体製造装置。
【請求項７】前記全ての手段が、減圧もしくは大気圧
で連結され、かつ大気から隔離されたチャンバー内で行
われることを特徴とする請求項６に記載の半導体製造装
置。
【請求項８】前記酸化膜形成手段と前記清浄化手段と
を、交互にまたは同時に行う制御方式を備えたことを特
徴とする請求項５または６に記載の半導体製造装置。
【請求項９】半導体基板の加熱手段及び／又は紫外線
照射手段を有することを特徴とする請求項６〜８のいず
れか１項に記載の半導体製造装置。