(57)【要約】【課題】異なる製品に使用される半導体ウエハに同一構造の強誘電体キャパシタを形成する場合に、強誘電体キャパシタの電気的特性の半導体ウエハ毎のばらつきを小さくすること。【解決手段】本発明による強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法は、強誘電体キャパシタに対する下地構造を有する半導体ウエハに、強誘電体キャパシタの下部電極層を形成する工程と、下部電極層に、アモルファス相の強誘電体層を形成する工程と、所定のガスを含む雰囲気中で、強誘電体層に熱処理を行う工程と、熱処理により結晶化した強誘電体層に、上部電極を形成する工程より成る。熱処理を行う工程は、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対しては、熱処理の目標温度を変更することで、半導体ウエハが所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行う工程より成る。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法であって、
前記強誘電体キャパシタに対する下地構造を有する半導体ウエハに、前記強誘電体キャパシタの下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層に、アモルファス相の強誘電体層を形成する工程と、
所定のガスを含む雰囲気中で、前記強誘電体層に熱処理を行う工程と、
前記熱処理により結晶化した強誘電体層に、上部電極を形成する工程
より成り、前記熱処理を行う工程が、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対しては、前記熱処理の目標温度を変更することで、前記半導体ウエハが所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行う工程より成ることを特徴とする、強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理を行った半導体ウエハの枚数が所定値を越えると、前記目標温度を別の目標温度に変更す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】
前記熱処理を行う工程が、更に、前記熱処理に使用される半導体ウエハの収容容器の、前記熱処理に起因する汚染状況に応じて、前記設定温度を変更する工程より成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４】
前記熱処理を行う工程が、更に、前記熱処理に使用される半導体ウエハの収容容器の、前記熱処理に起因する汚染状況に応じて、前記収容容器を取り替える工程より成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５】
前記所定の温度範囲が１０℃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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に半導体装置の製造方法に関し、特に強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電体層をデータ保持用のキャパシタに利用した強誘電体メモリは、その不揮発性、省電力性、高速アクセス性、高い書替耐性等の観点から優れた特性を有し、当該技術分野において特に注目されている。
【０００３】
図１は、このような強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法の主要な工程図を示す。図１（Ａ）に示されるように、シリコン基板１０上に、例えば１７５ｎｍの厚さの白金（Ｐｔ）及び２０ｎｍの厚さのチタニウム（Ｔｉ）より成る下部電極層１２が、スパッタ法により形成される。このシリコン基板１０には、以後形成されるキャパシタ構造に対する所定のデバイス構造が既に作成されているが、簡単のため図示されてはいない。
【０００４】
図１（Ｂ）に示される工程では、下部電極層１２上に、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）より成る強誘電体層１４が、スパッタ法により成膜される。強誘電体層１４は、この時点ではアモルファス相である。次に、この強誘電体層１４を、酸素及びアルゴンより成る混合ガス雰囲気中で、例えば６００℃の熱処理を行うことで、強誘電体層１４がペロブスカイト構造のような結晶構造を有するようにする。これにより、キャパシタに印加される電場に対して、強誘電体層が良好に分極し、所望のキャパシタの特性を具備することが可能になる。強誘電体層の熱処理については、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
図１（Ｃ）に示されるように、結晶化した強誘電体層１４上に、例えば酸化イリジウム（ＩｒＯ２）より成る上部電極層１６を成膜する。
【０００６】
上部電極層１６上にはレジスト膜（図示せず）が形成され、そのレジスト膜によりマスクされていない上部電極層１６の部分をエッチングすることで、所望の上部電極が形成される。そして、レジスト膜を除去した後に、上部電極と強誘電体層の一部を被覆するレジスト膜が形成され、そのレジスト膜でマスクされていない強誘電体層１４の部分がエッチングされる。更に、そのレジスト膜を除去した後に、上部電極及び強誘電体と下部電極層の一部を被覆するレジスト膜が形成され、そのレジスト膜でマスクされていない下部電極層１２の部分がエッチングされる。このようにして、３段のひな壇構造によるキャパシタ構造が形成される。なお、このようなキャパシタ構造の作成方法については、例えば、特開平１１−３８８１号公報である特許文献２に記載されている。
【０００７】
図１（Ｄ）に示されるように、シリコン基板１０及びひな壇構造のキャパシタ１２，１４，１６上に、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）より成る保護層１８が成膜される。この保護層１８は、主に、製造工程途中の水分やプラズマから強誘電体層１４がダメージを受けることを抑制する。保護層１８上には層間絶縁膜２０が堆積され、例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ）によって、所定の厚さにエッチングされ平坦化される。そして、上部電極１６を露出させるコンタクトホールが形成され、例えばタングステン（Ｗ）より成る導電性材料が充填され、導電性プラグ２２が形成される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１２６９５５号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１１−３８８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＦｅＲＡＭのような強誘電体キャパシタ構造を有する半導体装置は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリのようなメモリとは本質的に異なる製造工程（特に、強誘電体の結晶化アニール工程）を有する。従って、既存のＤＲＡＭ等に関する製造技術を、そのままＦｅＲＡＭのような半導体装置の製造工程に適用するだけでは、良品を高い歩留まりで生産することは困難である。このような背景の下に、本発明の発明者（本願発明者）は、本発明に関する基礎研究において、同一のキャパシタ構造を有する半導体装置に使用される半導体ウエハに対して、リーク電流を評価した。この場合におけるリーク電流とは、強誘電体キャパシタの両端に、例えば５ボルトの直流電圧を印加したときに流れる定常電流であり、理想的には０アンペアである。
【００１１】
図２は、その評価結果を示す。これは、５０枚の半導体ウエハの各々につき、中央、上下及び左右の５箇所における、５０×５０μｍ２の面積の強誘電体キャパシタのリーク電流を測定することによって、すなわち５０枚×５箇所＝１２５個の測定値に基づいて、得たものである。横軸は、１２５個の測定点を表し、縦軸はリーク電流の大きさ（アンペア）を表す。
【００１２】
この評価結果を参照するに、リーク電流は、１０−８ないし１０−９程度という非常に小さなオーダーであり、多くの製品仕様に対しては良好な数値の範疇にあるといえる。しかしながら、今後予想される半導体装置の高性能化や、更なる品質改善を行うこと等の観点からは、リーク電流の大きさ及びばらつきを更に小さく抑制することが好ましい。
【００１３】
本願の課題は、異なる製品に使用される半導体ウエハに同一構造の強誘電体キャパシタを形成する場合に、強誘電体キャパシタの電気的特性の半導体ウエハ毎のばらつきを小さくすることの可能な、強誘電体キャパシタを有す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】
本発明によれば、
強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法であって、
前記強誘電体キャパシタに対する下地構造を有する半導体ウエハに、前記強誘電体キャパシタの下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層に、アモルファス相の強誘電体層を形成する工程と、
所定のガスを含む雰囲気中で、前記強誘電体層に熱処理を行う工程と、
前記熱処理により結晶化した強誘電体層に、上部電極を形成する工程
より成り、前記熱処理を行う工程が、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対しては、前記熱処理の目標温度を変更することで、前記半導体ウエハが所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行う工程より成ることを特徴とする、強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法
が、提供される。
【００１５】
【作用】
本願発明者は、本発明に関する基礎研究において、同一のキャパシタ構造を有する半導体装置に使用される半導体ウエハに対して、図１（Ｂ）に関して説明したような強誘電体層の結晶化の際に行われる熱処理の状況を評価した。熱処理を行う際の目標温度等のプロセス条件は、最終的な製品形態が異なっていたとしても、同一の強誘電体キャパシタ構造を作成する半導体装置に対しては、同一のプロセス条件で行っている。
【００１６】
図３は、その評価を行うための評価環境を示す。アモルファス相の強誘電体層の形成された半導体ウエハ３２は、収容容器又は石英チューブ３４内に収容される。収容容器３４は、例えば石英のような透明な材料より成る。半導体ウエハ３２は、収容容器３４の一端に形成される開口３６を通じて出し入れすることが可能である。収容容器３４の他端には、収容容器３４内に所定のガスを導入するためのノズル３８が設けられている。このノズル３８から、例えば酸素ガス及びアルゴンガスのようなガスが、収容容器３４内に導入される。収容容器３４に収容されている半導体ウエハ３２の温度を測定する熱電対より成る第１プローブ４０が用意されている。更に、熱処理の雰囲気中の温度を測定する熱電対より成る第２プローブ４２も用意されている。
【００１７】
この評価では、多数の半導体ウエハを１枚ずつ、例えば急速熱アニール（ＲＴＡ）法により、加熱する。ノズル３８から所定のガスを導入し、収容容器３４の上部の図示していない光源から、透明な収容容器３４の壁面を通じて半導体ウエハ３２に光を照射することで、半導体ウエハ３２を例えば６００℃に急速に加熱する。この加熱によって、アモルファス相の強誘電体層は結晶化し、例えば（１１１）方向に配向した所望の結晶構造が得られる。熱処理が完了すると、半導体ウエハ３２は収容容器３４から取り出され、次の半導体ウエハ４４が収容容器３４に投入され、以下同様な手順が続く。
【００１８】
図４は、第１プローブ４０を使用して測定した、多数の（約５０枚の）半導体ウエハの熱処理時における温度を示す。縦軸は温度を示し、横軸は時間軸に相当し、各半導体ウエハの実際の温度を順にプロットしている。図示されているように、前半の約２５枚の半導体ウエハの温度は、約５６７℃を中心にばらついており、後半の約２５枚の半導体ウエハの温度は、約５８５℃を中心にばらついており、約５０枚の半導体ウエハ全体では約３０℃の範囲（５６１℃から５９１℃）にわたってウエハ温度がばらついていることが分かる。
【００１９】
図５は、第２プローブ４２を使用して測定した、多数の（約５０枚の）半導体ウエハの熱処理時における雰囲気中の温度を示す。図５に関する評価に使用された半導体ウエハは、図４におけるものと同一ではない。ただし、熱処理のプロセス条件は、図４及び図５の総ての半導体ウエハに関して同じである。縦軸は温度を示し、横軸は時間軸に相当し、各半導体ウエハの実際の温度を順にプロットしている。図示されているように、前半の約２５枚の半導体ウエハを熱処理する際の雰囲気の温度は、約２５５℃を中心にばらついており、次の約１０枚のときは約２３５℃を中心にばらついており、次の約１０枚ときは約２５０℃を中心にばらついており、全体で約３０℃の範囲（２３４℃から２６４℃）にわたってばらついていることが分かる。
【００２０】
ところで、図４では、最初の約２５枚の半導体ウエハはＡ社用の製品であり、後半のものはＢ社用の製品である。図５でも同様に、最初の約２５枚はＣ社用の製品であり、次の約１０枚はＤ社用の製品であり、それ以降はＥ社用の製品である。
【００２１】
従って、図４及び図５に示される評価結果よれば、熱処理のプロセス条件を等しく設定して行った場合に、同一の強誘電体キャパシタを有するが、最終的な製品形態の異なる半導体装置に使用される半導体ウエハは、異なる温度及び雰囲気中で処理されている。図４及び図５では、同一の目標温度（例えば、６００度）に設定されているが、半導体ウエハは、製品毎に異なる温度に加熱され異なる雰囲気に委ねられている。これは、同一の強誘電体キャパシタを、同一のプロセス条件で熱処理を行ったとしても、強誘電体キャパシタ以外の構造の相違に起因して、例えば熱容量が相違しているためであると推定される。
【００２２】
本発明は、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対して、熱処理の目標温度等のプロセス条件を変更することで、半導体ウエハが、例えば１０℃以内のような所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行うものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図６は、本願実施例に従って、半導体装置の製造工程における熱処理を行うための熱処理システムを示す。熱処理システムには、半導体ウエハ６２を収容する収容容器又は石英チューブ６４が設けられる。半導体ウエハ６２には、強誘電体キャパシタを形成するための下部電極層と、下部電極層に形成されたアモルファス相の強誘電体層が形成されている。収容容器６４は、例えば石英より成る透明な壁面を有する。収容容器６４には、ガス供給管６６を通じてガス供給手段６８が接続され、ガス供給管６６の途中に設けられたバルブ７０を開閉することによって、収容容器６４へのガスの供給量が調整される。ガス供給手段６８は、酸素ガス、アルゴンガスのような熱処理中の雰囲気を形成するためのガスを蓄えている。ガスの供給量の調整は、メモリ手段７４に接続されたコントローラ手段７２によって行われる。コントローラ手段７２は、収容容器６４の上部に設けられた加熱手段７６及びガス供給管の温度を調整する温度調整手段７８にも接続されている。更に、収容容器６４内の半導体ウエハ３２の温度及び雰囲気の温度に関する情報は、信号線８０を通じてコントローラ手段７２に供給される。
【００２４】
この熱処理システムにおける収容容器６４に、熱処理を施すべき半導体ウエハ６２を挿入する。収容容器６４には、ガス供給手段６８からガス供給管６６を通じて、酸素ガスやアルゴンガスのような所定のガスが導入される。後述するように、供給するガスの種類、流量、温度等は、コントローラ手段７２により制御される。収容容器６４に所定のガスが導入されることで熱処理を行うため環境が整うと、加熱手段７６におけるランプが点灯し、収容容器６４のガラス壁面を通じて透過する光線によって、半導体ウエハ６２が加熱される。加熱手段７６に設定される目標温度、半導体ウエハ６２に光を照射する時間等の熱処理に関するプロセス条件は、コントローラ手段７２の制御の下に行われる。
【００２５】
この場合におけるプロセス条件は、熱処理される半導体ウエハ６２に形成される半導体装置（製品）に応じて、メモリ手段７４に記憶されている。例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ社用の製品が同じキャパシタを有するが最終的な製品形態は異なる場合に、Ａ社用の製品は６１５℃の目標温度にて１５０秒間の熱処理を行い、Ｂ社用の製品は６０５℃の目標温度にて１６０秒間の熱処理を行い、Ｃ社用の製品は６００℃の設定温度にて１５０℃の熱処理を行う、というように製品毎にプロセス条件が設定されている。すなわち、収容容器６４にて同一の条件で熱処理されるべき半導体ウエハが、製品毎に若干異なる条件で熱処理されることを防止するために、コントローラ手段７２の制御の下に製品毎にプロセス条件を変更して熱処理を行う。これにより、最終製品は異なるが同一のキャパシタ構造を形成する半導体ウエハは、同一の条件にて熱処理されるようになる。例えば、熱処理される半導体ウエハは、Ａ社用、Ｂ社用又はＣ社用の製品（同一のキャパシタを有する）であっても、総て同一の６００℃に加熱される、又は６００℃を含む所定の温度範囲内の温度に加熱されるよう制御される。
【００２６】
温度範囲は、製品の仕様や製造装置等に依存して適切な値を設定することが可能であるが、従来の手法における半導体ウエハの温度又は雰囲気が３０℃程度にばらついていたことを考慮すれば、これより小さい範囲の温度範囲を設定することが望ましい。より好ましくは、後述の図７に示すような顕著な効果を奏する１０℃以下の温度範囲を設定することが望ましい。
【００２７】
製品毎に設定するプロセス条件は、経験的に又はシミュレーション等の手法を利用して決定することが可能である。プロセス条件は、上記の目標温度や処理時間に限定されない。例えば、雰囲気を形成するガスの種類、ガスの温度、ガスの供給量（単位時間当たりの流量）等も、製品毎に適切な値に設定することが可能である。ガスの温度は、温度調整手段７８により、例えばガス供給管６６をヒータで加熱することで調整することが可能である。
【００２８】
プロセス条件を変更する原因は、上記のような製品種別に限定されない。例えば、収容容器６４の汚染レベルを考慮することが有利である。というのは、ＰＺＴのような材料には鉛が含まれており、鉛は摂氏数百度で蒸発するので、それより高い温度（例えば、６００℃）で熱処理を行うと、鉛が蒸発して収容容器６４のガラスの壁面を曇らせてしまう。従って、多数の半導体ウエハを熱処理する前と後とでは、収容容器６４の加熱に関する性能（透光性）が異なる。すなわち、収容容器６４が汚染されている場合とそうでない場合とでは、熱処理される半導体ウエハが、異なる温度に加熱されてしまうことが懸念される。
【００２９】
そこで、半導体ウエハを熱処理する際に、収容容器６４の汚染レベルを測定し、所定値以上の汚染レベルに達した時点で、プロセス条件を変更することが有利である。汚染レベルは、例えば、収容容器６４のガラス壁面にレーザ光線を照射し、その透過光の強度を測定することで検出することができる。
【００３０】
また、所定値以上の汚染レベルに達した時点で、プロセス条件を変更する代わりに、収容容器を交換することも有利である。量産される半導体装置に関しては、半導体ウエハの熱処理を行った枚数と収容容器の汚染レベルとの間には、一定の相関関係がある。そこで、熱処理を行った半導体ウエハの累積枚数をカウントし、所定の枚数に達した時点で、プロセス条件を変更する、又は収容容器を取り替えることも有利である。更に、収容容器６４内の雰囲気の温度又は半導体ウエハの温度を直接的に測定し、信号線８０を通じてコントローラ手段７２にフィードバックすることで、収容容器６４内の雰囲気の温度又は半導体ウエハの温度が所定の温度に加熱されるようにすることも可能である。
【００３１】
以上説明したようなプロセス条件及びプロセス条件を変更する条件に関する情報を、メモリ手段７４のようなデータベースに記憶させ、必要に応じてコントローラ手段７２に使用させることが可能である。
【００３２】
図７は、本願実施例による手法を利用して形成された強誘電体キャパシタを有する約５０枚の半導体ウエハに対して、リーク電流を測定した評価結果を示す。これらの約１２５個の測定値は、図２の場合と同様に、５０枚の半導体ウエハの各々につき、中央、上下及び左右の５箇所における、５０×５０μｍ２の面積の強誘電体キャパシタのリーク電流を測定することにより得られたものである。横軸は、１２５個の測定点を表し、縦軸はリーク電流の大きさ（アンペア）を表す。この場合における強誘電体キャパシタは、図２に関して説明したのと同様の構造を有するが、熱処理工程では、総ての半導体ウエハが６００℃を含む所定の温度範囲（１０℃）内の温度に加熱されるように、プロセス条件を変更しながら制御した。図示されているように、リーク電流は、何れも１０−９程度という極めて小さな値であり、ウエハ毎のばらつきは、ほとんど生じていないことが分かる。
【００３３】
以上本願実施例によれば、従来とは異なるＦｅＲＡＭ特有のプロセスとウエハ状態モニタ方法とフィードバック方法が得られる。強誘電体層の結晶化のための熱処理を行う場合に、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対しては、前記熱処理の目標温度を変更することで、半導体ウエハが所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行う。これにより、実質的に同一の条件で強誘電体キャパシタが形成され、強誘電体キャパシタの電気的特性の半導体ウエハ毎のばらつきを小さくすることが可能になる。
【００３４】
従来のＤＲＡＭ等の製造工程では、石英チューブ内の半導体ウエハの光沢や色等を観察することによって、光学的に半導体ウエハの処理温度を測定するランプアニール装置（例えば、ＡＭＡＴ社製）が、よく使用されている。しかし、上述したように、ＦｅＲＡＭの結晶化アニールでは、そのような光学的な方法によるウエハ温度のモニタ制御は、半導体ウエハの処理枚数が増加する毎に不正確になってしまうという、従来のＤＲＡＭ等の製造工程にはない問題がある。従って、従来のＤＲＡＭ等のランプアニール工程に使用されていたようなランプアニール装置を、そのままＦｅＲＡＭの結晶化アニールに使用すると、例えばリーク電流のばらつきが大きくなってしまう。また、従来のＤＲＡＭ等の製造工程で行われている光学的手法による温度制御は、本実施例で行うような緻密なものではなく、例えばプラスマイナス２０ないし３０℃のような非常に粗い制御で足りる。従ってこの点でも、従来の手法をそのままＦｅＲＡＭの結晶化アニールに適用することは適切でない。本実施例のように、強誘電体の結晶化温度の揺らぎ幅を緻密に制御するランプアニールを行うことで、始めて、特性のばらつきを少なくする製造工程を実現することが可能になる。
【００３５】
以下、本発明により教示される手段を列挙する。
【００３６】
（付記１）  強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法であって、
前記強誘電体キャパシタに対する下地構造を有する半導体ウエハに、前記強誘電体キャパシタの下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層に、アモルファス相の強誘電体層を形成する工程と、
所定のガスを含む雰囲気中で、前記強誘電体層に熱処理を行う工程と、
前記熱処理により結晶化した強誘電体層に、上部電極を形成する工程
より成り、前記熱処理を行う工程が、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品に使用される半導体ウエハに対しては、前記熱処理の目標温度を変更することで、前記半導体ウエハが所定の温度範囲内の温度に加熱されるように制御を行う工程より成ることを特徴とする、強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法。
【００３７】
（付記２）  前記熱処理を行った半導体ウエハの枚数が所定値を越えると、前記目標温度を別の目標温度に変更することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００３８】
（付記３）  前記制御を行う工程が、熱処理の行われる半導体ウエハの温度測定値に基づいて、前記目標温度を変更することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００３９】
（付記４）  前記熱処理を行う工程が、更に、前記熱処理に使用される半導体ウエハの収容容器の、前記熱処理に起因する汚染状況に応じて、前記設定温度を変更する工程より成ることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００４０】
（付記５）  前記熱処理を行う工程が、更に、前記熱処理に使用される半導体ウエハの収容容器の、前記熱処理に起因する汚染状況に応じて、前記収容容器を取り替える工程より成ることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００４１】
（付記６）  前記汚染状況が、前記収容容器の壁面を透過する光線の強度に基づいて定められることを特徴とする付記４又は５の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００４２】
（付記７）  前記熱処理を行う工程が、同一構造の強誘電体キャパシタを有するが異なる製品となる半導体装置を作成するための半導体ウエハに対しては、前記所定のガスの温度又は流量を変更することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００４３】
（付記８）  前記所定の温度範囲が１０℃であることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、異なる製品に使用される半導体ウエハに同一構造の強誘電体キャパシタを形成する場合に、強誘電体キャパシタの電気的特性の半導体ウエハ毎のばらつきを小さくすることが可能になる。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法の主要な工程図を示す。
【図２】図２は、従来の製造方法による半導体装置のウエハ毎のリーク電流を示す図である。
【図３】図３は、半導体ウエハの温度及び雰囲気温度を測定するための測定環境を示す図である。
【図４】図４は、熱処理における半導体ウエハの温度のばらつきを示す図である。
【図５】図５は、熱処理における雰囲気温度のばらつきを示す図である。
【図６】図６は、本願実施例における熱処理システムを示す図である。
【図７】図７は、本願実施例に従って製造された半導体装置のウエハ毎のリーク電流を示す図である。
【符号の説明】
１０  シリコン基板
１２  下部電極層
１４  強誘電体層
１６  上部電極層
１８  保護層
２０  層間絶縁膜
２２  導電性プラグ
３２  半導体ウエハ
３４  収容容器
３６  開口
３８  ノズル
４０  第１プローブ
４２  第２プローブ
４４  半導体ウエハ
６２  半導体ウエハ
６４  収容容器
６６  ガス供給管
６８  ガス供給手段
７０  バルブ
７２  コントローラ手段
７４  メモリ手段
７６  加熱手段
７８  温度調整手段
【図１】
2004228112.tif 000003
【図２】
2004228112.tif 000004
【図３】
2004228112.tif 000005
【図４】
2004228112.tif 000006
【図５】
2004228112.tif 000007
【図６】
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【図７】
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