(57)【要約】【課題】その場観察でパーティクルの測定を行なうことのできる薄膜形成方法を提供する。【解決手段】化学気相堆積方法は、（ａ）成膜原料液を気化し、原料ガスを形成する工程と、（ｂ）基板をパーティクルカウンタを備えた室内に搬入し、前記原料ガスを含む成膜ガスを気化温度以上、分解温度未満の温度に保って、基板上に導入する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後、基板上のパーティクルの数を測定する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パーティクルの数が所定数以下の場合、基板温度を分解温度以上に昇温し、薄膜を成膜する工程と、を含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）成膜原料液を気化し、原料ガスを形成する工程と、
（ｂ）基板をパーティクルカウンタを備えた室内に搬入し、前記原料ガスを含む成膜ガスを気化温度以上、分解温度未満の温度に保って、基板上に導入する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、基板上のパーティクルの数を測定する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パーティクルの数が所定数以下の場合、基板温度を分解温度以上に昇温し、薄膜を成膜する工程と、
を含む化学気相堆積方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）において、前記室の壁温度と基板温度とを約同一温度とする請求項１記載の化学気相堆積方法。
【請求項３】
前記工程（ｄ）を、前記工程（ｂ）、（ｃ）と別の室内で行う請求項１または２記載の化学気相堆積方法。
【請求項４】
さらに、（ｅ）前記工程（ｃ）の後、前記パーティクルの数が所定数より大きい場合、基板を交換して前記工程（ｂ）に戻る工程、を含む請求項１〜３のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【請求項５】
さらに、（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記パーティクルの数が所定数より大きい場合が続く場合、成膜装置のメインテナンスを行う工程、を含む請求項４記載の化学気相堆積方法。
【請求項６】
前記原料ガスがＰＺＴの構成元素の酸素以外の元素の有機金属原料ガスを含み、気化温度が１９０℃以上であり、分解温度が３００℃以下である請求項１〜５のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【請求項７】
前記原料ガスが、テトラヒドロフランを含む請求項６記載の化学気相堆積方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）、（ｄ）における成膜ガスの流量が３０００ｓｃｃｍ以上である請求項６または７記載の化学気相堆積方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）、（ｄ）における成膜ガスの圧力が８００Ｐａ以下である請求項６〜８のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【請求項１０】
液体原料を気化する気化器と、
温度調節可能な壁と、前記気化器に接続されたシャワーヘッドと、温度調節可能な基板保持用サセプタと、を有する基板収納室と、
前記基板収納室に結合され、前記サセプタ上に配置された基板上のパーティクルをカウントできるパーティクルカウンタと、
を有する化学気相堆積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学気相堆積方法と化学気相堆積装置に関し、特に結晶化しやすい絶縁薄膜を成長するのに適した化学気相堆積方法と化学気相堆積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学気相堆積（ＣＶＤ）装置においては、通常排気可能な反応室内にシャワーヘッドとヒータ付のサセプタが対向配置され、原料ガスがシャワーヘッドからサセプタ上の基板上に降り注ぎ、加熱された基板上で原料ガスが熱分解して所望の膜を形成する。熱の代わりに、又は熱と共にプラズマを用いて成膜を行う場合はプラズマＣＶＤと呼ばれる。原料として有機金属を用いる場合は、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤとも呼ばれる。
【０００３】
キャパシタ誘電体膜としてＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）等の強誘電体薄膜を用いた不揮発性メモリが開発されている。強誘電体膜はゾルゲル法や、スパッタリングなどにより成膜されている。メモリの集積度が向上すると、強誘電体キャパシタも微細化することが望まれる。ゾルゲル法やスパッタリングで薄膜化を進めたり、段差被覆性を向上することは困難になってきている。
【０００４】
強誘電体膜をＣＶＤで成膜する方法も知られている。ＣＶＤで成膜すれば、膜厚制御が容易になり、薄膜化も可能である。段差被覆性もよい。例えば、ＭＯＣＶＤで強誘電体薄膜を成膜する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００５】
強誘電体は、一般に結晶化しやすい性質を有する。強誘電体としての性質を利用するためには、一定の配向を生じさせることも要求される。例えば（１００）面の成長が優先的な強誘電体を（１１１）に配向して成膜すると、膜表面に頂部が多数露出した形状になりやすく、膜表面はざらつく。
【０００６】
強誘電体膜のＣＶＤにおいては、パーティクルが発生し易い。パーティクルが付着すると、ＣＶＤにおいて異常成長の原因となり、膜厚分布を乱す原因となる。場合によっては、その後のホトリソグラフィの焦合の障害ともなる。又、パーティクルを含んだ膜は、異物を含んだ膜となり、膜の性能を低下させる原因となる。
【０００７】
パーティクルの発生を抑制したＣＶＤが望まれる。ＷＳｉのＣＶＤにおいては、パーティクル発生を抑制するため、多孔板を用い、原料ガス間の反応を抑制する提案もある（例えば特許文献３）。
【０００８】
強誘電体膜のＣＶＤにおいて、現状を確認するため成膜後パーティクルを光散乱で測定しようとすると、膜表面そのものの粗さによっても光散乱が生じ、精度よい測定が困難になる。パーティクルの発生状況をモニタしつつ、成膜条件を改良することが困難となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−６７５５６号公報
【特許文献２】
特開２００３−５９９１７号公報
【特許文献３】
特開２００２−６９６５０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、その場観察でパーティクルの測定を行なうことのできる化学気相堆積方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、その場観察でパーティクルの測定を行うことができる化学気相堆積装置を提供することである。
ここで「その場」とは、同一成膜装置内を意味し、必ずしも同一成膜室内を意味しない。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、成膜ガス中のパーティクルをモニタすることができる化学気相堆積方法を提供することである。
本発明のその他の目的は、成膜ガス中のパーティクルをモニタすることができる化学気相堆積装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の１観点によれば、（ａ）成膜原料液を気化し、原料ガスを形成する工程と、（ｂ）基板をパーティクルカウンタを備えた室内に搬入し、前記原料ガスを含む成膜ガスを気化温度以上、分解温度未満の温度に保って、基板上に導入する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後、基板上のパーティクルの数を測定する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パーティクルの数が所定数以下の場合、基板温度を分解温度以上に昇温し、薄膜を成膜する工程とを含む化学気相堆積方法が提供される。
【００１４】
本発明の他の観点によれば、液体原料を気化する気化器と、温度調節可能な壁と、前記気化器に接続されたシャワーヘッドと、温度調節可能な基板保持用サセプタと、を有する基板収納室と、前記基板収納室に結合され、前記サセプタ上に配置された基板上のパーティクルをカウントできるパーティクルカウンタと、
を有する化学気相堆積装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
強誘電体メモリ装置において、強誘電体膜を成膜すると、膜表面がざらつき、膜表面においてパーティクルの測定を行なうことが困難に成る。パーティクルをモニタするには、成膜した膜表面以外でパーティクルをモニタする必要がある。
【００１６】
パーティクル発生の最も大きな原因は、成膜ガスが成膜チャンバに導入されるまでにパーティクルが発生する現象であろう。特に、ＭＯＣＶＤにおいて、液相原料をマスフローコントローラを介して気化器に導入し、ノズルから噴射させ加熱面で蒸発させる原料供給系を有するＣＶＤ装置においては、気化器のノズルがパーティクル発生の大きな原因となる。その他、配管の途中にパーティクル発生の原因が生じる場合もある。
【００１７】
パーティクルの発生が多い場合には、気化器のノズルを洗浄する、配管全体を洗浄する等のメインテナンス処理を行なうことが望ましい。本発明者は、成膜室に導入される成膜ガスが既にパーティクルを含んでいる場合、その測定を可能とする方法を考察した。
【００１８】
図１（Ａ）は、予備実験に用いたＣＶＤ装置の構成を概略的に示す。原料容器ＲＡ、ＲＢ、ＲＣは、それぞれ溶媒中にＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉの有機金属を一定濃度で溶解した原料溶液を収容している。例えば、Ｐｂ原料ＲＡとしては、図１（ｂ）に示すＰｂ（ＴＨＤ）２（ＴＨＤはテトラメチルヘプタンディオネート）、Ｚｒ原料ＲＢとしては、図１（Ｃ）に示すＺｒ（ＤＭＨＤ）４（ＤＭＨＤはジメチルヘプタンディオネート）、Ｔｉ原料ＲＣとしては図１（Ｄ）に示すＴｉ（Ｏ−ｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（ｉＰｒは、イソプロポキシ）を用いる。
【００１９】
原料容器には、上方から２本のパイプが挿入され、１本は液面より上、１本は液面より下に達している。液面より上のパイプに圧送ガス、例えば窒素ガス、を送り込むと、他方のパイプから原料溶液が供給される。
【００２０】
なお、原料容器は３つに限らずさらに他の原料容器を備えてもよい。溶媒容器ＳＶには、原料液と同一の溶媒のみが収納されている。溶媒も原料溶液と同時に送出される。
【００２１】
原料溶液及び溶媒は、マスフローコントローラＭＦＣを介して気化器ＶＲに導入される。気化器ＶＲ内では、各液体はノズルから加熱面上に供給され、加熱面で気化され、成膜ガスが生成される。ＰＺＴ原料の気化温度は主に、１９０℃以上であり、分解温度は３００℃以下である。
【００２２】
生成した成膜ガスは、配管Ｐ１に供給される。配管Ｐ１は、バルブＶ１を介して配管Ｐ２に接続されている。配管Ｐ２の途中には、パージ用Ｎ２ガスが合流する合流個所が設けられている。配管Ｐ２は、ガス混合器ＧＭに接続されている。
【００２３】
Ｏ２ガスは、マスフローコントロールバルブＭＦＣＶを介して熱交換器ＨＥに供給され。所定温度に加熱された後配管Ｐ３に送られる。配管Ｐ３は、ガス混合器ＧＭに接続されている。
【００２４】
ガス混合器ＧＭ内においては、対向して配置された原料配管と酸素配管から、それぞれガスが噴出し、衝突することで原料ガスと酸素ガスが混合され、混合ガスがシャワーヘッドＳＨに流れる。壁温度制御可能な成膜室ＤＣ内で、シャワーヘッドＳＨから、混合ガスが基板ＳＢ上に降り注ぐ。
【００２５】
成膜時には、基板ＳＢは、サセプタＳＣ内のヒーターによって、例えば５００〜６５０℃に加熱される。基板上に降り注いだ混合ガス中の有機金属ガスは、基板表面から温度エネルギーを受け取り、熱分解され、基板上に薄膜を形成する。成膜に利用されなかった成膜ガスは、排気ポートを介して配管Ｐ５に吸い出され、コールドトラップＣＴ、排気系ＥＶ、除害装置ＨＬを介して無害化され、大気中に廃棄される。
【００２６】
なお、バルブＶ１と並列に、バルブＶ２が配管Ｐ１に接続されており、配管Ｐ４を介してコールドトラップＣＴに接続されている。すなわち、一定流量の原料ガスを配管Ｐ２、配管Ｐ４に振り分けることにより、成膜期間、休止期間を設けると共に、流量の変動を防止することができる。配管Ｐ４の途中に接続されたＮ２ガス配管は、パージ用である。
【００２７】
図中、ハッチングを付して示した配管Ｐ１〜Ｐ５は、搬送されるガスの液化を防止し、安定な状態を保つよう気化温度以上、分解温度未満に加熱されている配管を示す。成膜しての壁も、気化温度以上、分解温度未満に加熱され、成膜ガスの液化、分解を防止する。
【００２８】
以上説明した構成は、従来公知のＣＶＤ装置の構成である。本実験においては、成膜室ＤＣに、パーティクルカウンタＰＣを取り付けた。パーティクルカウンタＰＣは、レーザ光を用い、基板ＳＢ上のパーティクルをその場で観察することができる。
【００２９】
成膜室ＤＣ内のサセプタＳＣ上に、下部電極層までを作成した基板ＳＢを搬入する。下部電極表面は滑らかであり、パーティクルの測定を行うことが可能である。この状態で、成膜室ＤＣの壁及びサセプタＳＣの温度を、原料ガスの気化温度以上、分解温度未満の約同一温度に保つ。ここで、「約同一」とは、ＣＶＤ反応において同一と見なせる温度を指す。
【００３０】
成膜室ＤＣに導入された成膜ガスは、基板上に降り注ぐが、壁や基板上で液化せず、かつ分解、成膜も生じない。この状態で成膜室ＤＣ内に、実際に成膜を行う時と同一の気化温度で同一組成の成膜ガスを生成し、同一の圧力、流量で成膜ガスを一定時間導入する。実際の成膜時と異なるのは基板ＳＢが成膜温度に加熱されていない点である。成膜ガス中にパーティクルが混在していると、基板ＳＢ上に降り注ぐ成膜ガスから、パーティクルが基板ＳＢ表面に落下し、付着する。
【００３１】
一定時間成膜ガスの導入を続けた後、成膜ガスの供給を停止し、パーティクルカウンタＰＣで基板ＳＢ上のパーティクル数を測定する。パーティクル数が少なければ、良好なＣＶＤ成膜を行える可能性が高い。パーティクル数が所定値よりも多い場合には、成膜を行ってもパーティクルが多く含まれた成膜となる可能性が高い。
【００３２】
ＰＺＴの薄膜を成膜する場合を例にとって、実験を行なった。Ｐｂ原料としては、Ｐｂ（ＴＨＤ）２（ＴＨＤはテトラメチルヘプタンディオネート）、Ｚｒ原料としては、Ｚｒ（ＤＭＨＤ）４（ＤＭＨＤはジメチルへプタンディオネート）、Ｚｒ（ＴＨＤ）４の２種類、Ｔｉ原料としてはＴｉ（ｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２（ｉＰｒ）は、イソプロポキシ）を用いた。溶媒としては、テトラヒドロフランＴＨＦ、酢酸ブチルを使用した。
【００３３】
基板ＳＢとしては、６インチシリコンウエハを使用した。成膜ガス供給中、成膜室ＤＣ内の圧力は５Ｔｏｒｒ（６６７Ｐａ）、成膜ガスの流量は２５００ｓｃｃｍ、基板温度は２３０℃とした。
例１
Ｚｒ原料としてＺｒ（ＤＭＨＤ）４、溶媒としてＴＨＦを用い、気化温度２６０℃で生成した成膜ガスを成膜室内に２分３０秒間流し、その後成膜ガスを停止してパーティクルカウンターＰＣで基板上のパーティクル数を測定した。０．２μｍ以上のパーティクルが約１５００個計測された。
【００３４】
一般的に成膜を行わない時の壁温度、及び基板温度は気化温度以上、分解温度以下であるが、ＰＺＴ成膜の場合、２３０℃±１０℃の約同一温度が好ましいであろう。成膜時には基板温度を例えば６００℃±５０℃に昇温する。
【００３５】
比較のため、基板温度を５８０℃にセットし、それ以外は上述と同じ条件（原料組成、溶媒、気化温度）で、同一の成膜ガスを流して、ＰＺＴ膜の成膜を行った。基板ＳＢ表面にはＰＺＴ膜が成膜された。作成した膜表面でパーティクル数を測定した。０．２μｍ以上のパーティクル数として測定された数値は約３０，０００であった。基板表面のざらついた凹凸をパーティクルとして誤ってカウントしていると考えられる。実際のパーティクル数は測定できていないことになる。
【００３６】
成膜室に流す成膜ガスの流量を変えてパーティクル数を測定し、パーティクル数の流量依存性を調べた。
図２（Ａ）は、ガス流量の変化に対するパーティクル数の測定結果を示すグラフである。ガス流量が１０００ｓｃｃｍの時、パーティクル数は１０，０００以上であった。ガス流量を２０００ｓｃｃｍに増加すると、パーティクル数は１０，０００を大幅に下回った。しかし未だ１０００以上である。ガス流量を４０００、８０００に増加すると、パーティクル数は数１００に減少した。さらに、全パーティクルに対する粒径０．３〜１μｍ及び粒径１μｍより大の比較的粒径の大きなパーティクルの比率が多くなった。
【００３７】
図２（Ａ）に示す結果から、ガス流量が少ないとパーティクル数が増加することが分かる。ガス流量としては、３０００ｓｃｃｍ以上が好ましいであろう。
次に、成膜室内の圧力を変えて、パーティクル数を測定し、パーティクル数の圧力依存性を調べた。
【００３８】
図２（Ｂ）は、成膜室内の圧力の変化に対するパーティクル数の変化を示すグラフである。圧力を２６７、６６７、１３３３（Ｐａ）と変化させた。測定されたパーティクル数は、圧力の増大と共に増加した。圧力１３３３Ｐａの時には、パーティクル数は１０，０００以上であった。成膜室内の圧力は、８００Ｐａ以下にすることが好ましいであろう。
【００３９】
Ｚｒ原料、溶媒、気化器における気化温度の影響を観察することを主な目的とし、例１と同様に、流量を２５００ｓｃｃｍ、圧力を５Ｔｏｒｒ（６６７Ｐａ）、基板温度を２３０℃、Ｐｂ原料をＰｂ（ＴＨＤ）２、Ｔｉ原料Ｔｉを（Ｏ−ｉＰｒ）２（ＴＨＤ）２とし、Ｚｒ原料、溶媒、気化器における気化温度の少なくとも１つを例１とは異なるものに変化させ、パーティクル数を測定した。
【００４０】
図２（Ｃ）は、例１を含めた５例の測定結果を示す。
例２
例１と比較して、Ｚｒ原料をＺｒ（ＤＭＨＤ）４からＺｒ（ＴＨＤ４に変化させた。パーティクル数が約２倍に増大した。Ｚｒ原料としては、Ｚｒ（ＤＭＨＤ）４の方が好ましいと考えられる。
例３
例１と比較して、溶媒を酢酸ブチルに変更した。パーティクル数は、溶媒としてＴＨＦを用いた例１の４倍以上に増加した。溶媒としては、酢酸ブチルよりＴＨＦが好ましいであろう。
例４、５
例１、例３と比較して、気化温度を１９０℃に降温し、溶媒としてはＴＨＦと酢酸ブチルとを用いた。気化温度２６０℃の場合と比較してパーティクル数は大幅（１／５以下）に減少した。溶媒としてＴＨＦを用いた時のパーティクル数は、溶媒として酢酸ブチルを用いた時のパーティクル数の１／５以下であった。
【００４１】
溶媒としてのＴＨＦと酢酸ブチルとを比較すると、溶媒としてＴＨＦを用いた方がパーティクル数が少なくなることが分る。気化温度２６０℃と１９０℃との結果から、気化温度は低いほどパーティクル数が少なくなることが推測される。
【００４２】
この測定結果からは、Ｚｒ原料としてはＺｒ（ＤＭＨＤ）４を用い、溶媒はＴＨＦを用い、気化温度は１９０℃±１０℃を用いると、発生するパーティクル数の減少に有効であることが分る。成膜原料等により、気化温度は変わるであろうが、１９０℃以上、３００℃以下が好ましいであろう。例１〜５では成膜ガスの流量を２５００ｓｃｃｍとしたが、流量を３０００ｓｃｃｍ以上、例えば４０００ｓｃｃｍに増大すると、パーティクル数が減少することが期待される。
【００４３】
以上の実験結果に基づくＣＶＤ成膜方法及び成膜装置を以下に説明する。
図３（Ａ）は、ＣＶＤ成膜装置の構成を概略的に示す。搬送室Ｔ２、２つのロードロックチャンバＬＬＣ１、ＬＬＣ２及び成膜室ＤＣ及び測定室ＭＣが気密を保てるように接続されている。搬送室Ｔは、マジックハンドを供え、減圧雰囲気下で各チャンバ間でウエハの出し入れを行うことができる。成膜室ＤＣ及び測定室ＭＣには、同一の成長ガス配管から、バルブＶ１１、Ｖ１２を介して成膜ガスを供給することができる。測定室ＭＣは、成膜室ＤＣとほぼ同一の構成であるが、図１に示したようにパーティクルカウンタを備えている点で成膜室ＤＣと異なる。
【００４４】
図３（Ｂ）は、成膜方法の工程を概略的に示す。処理がスタートすると、工程Ｓ１において基板を測定室ＭＣに搬入する。基板を配置するサセプタと測定室の壁の温度は気化温度以上、分解温度未満の同一温度に設定する。
【００４５】
工程Ｓ２において、成膜を行う場合と同一の成膜ガスを気化温度以上分解温度未満に保った基板上に一定時間流す。例えば２分３０秒間成膜ガスを流し、パーティクルを基板表面に付着させる。
【００４６】
工程Ｓ３において、成膜ガスの供給を停止し、基板上に付着したパーティクル数を測定する。
工程Ｓ４において、基板上のパーティクル数が所定値以下か否かを判定する。所定値以下の場合、ＹＥＳの矢印に従って工程Ｓ５に進む。所定値よりも高い場合には、ＮＯの矢印に従って工程Ｓ８に進み、基板を搬出した後、工程Ｓ１に戻り、別の基板を測定室に搬入する。
【００４７】
工程Ｓ５においては、測定の結果パーティクル数が所定値以下であった基板を成膜室ＤＣへ移動する。その後、別の基板を測定室に搬入する。
工程Ｓ６においては、成膜室ＤＣに搬入された基板を成膜温度に加熱する。例えば、５００〜６５０℃に加熱する。基板温度以外はパーティクルのモニタを行った時と同一条件である。
【００４８】
工程Ｓ７において、加熱した基板上に成膜ガスを降り注ぎ、ＣＶＤにより誘電体膜を成膜する。パーティクル発生の少ない条件で成膜が行われるであろう。
工程Ｓ８においては、成膜を終えた基板を搬出する。その後、測定を終えた次の基板を成膜室へ移動する。次に成膜すべき基板がない場合には処理を終了する。
【００４９】
工程Ｓ４において、パーティクル数が所定値よりも多い状態が続く場合には、成膜を中断し、工程Ｓ９に移り、メインテナンスを行なう。なお、測定室でパーティクルを測定し、成膜室で誘電体膜を成膜する場合を説明したが、同一室内で測定と成膜を行なうことも可能である。この場合は工程Ｓ５が省略され、ＹＥＳの場合、工程Ｓ６に進む。
【００５０】
図４は、上述の強誘電体膜を用いて作成される半導体装置の構成例を示す。シリコン基板１０１の表面には、ＬＯＣＯＳ、ＳＴＩ等により素子分離領域１０２が形成される。素子分離領域１０２で画定された活性領域内に、ＭＯＳトランジスタを作成する。活性領域表面上にゲート絶縁膜１０３を形成し、その上にｎ型ポリシリコンのゲート電極１０４を作成する。ゲート電極１０４をパターニングした後、ｎ型不純物のイオン注入を行ない、エクステンション領域１０５を作成する。
【００５１】
その後、ゲート電極１０４側壁とにサイドウォールスペーサ１０６を作成し、ゲート電極１０４、サイドウォールスペーサ１０６をマスクとしてイオン注入を行ない、ｎ＋型ソース／ドレイン領域１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃを作成する。なお、ソース／ドレイン領域１０７Ｃは、ソース／ドレイン領域１０７Ａと対称的な構成とする。
【００５２】
ＭＯＳトランジスタ構造を作成した後、ゲート電極を覆う層間絶縁膜１１１を形成する。層間絶縁膜１１１は、例えば酸化シリコン層１１１Ａ及び窒化シリコン層１１１Ｂの積層で形成する。素子分離領域上の層間絶縁膜１１１上に、強誘電体キャパシタの下部電極１１５を作成する。例えば、Ｐｔ等の貴金属層と、Ｉｒ、Ｒｕ等の貴金属の酸化物層を積層し、下部電極１１５とする。
【００５３】
下部電極１１５上に、強誘電体膜１１６を上述の実施例に従った方法により作成する。強誘電体膜１１６の上に、上部電極１１７を形成する。上部電極１１７は、強誘電体膜を作成した後に作成するため、下部電極よりも選択の範囲を広げることができる。下部電極、上部電極の材料、構成としては、公知のものを用いることができる。
【００５４】
強誘電体キャパシタをパターニングした後、その表面を酸化シリコン等の絶縁層１１８で覆う。絶縁層１１８の表面上に、配線層を成膜し、パターニングすることによりＭＯＳトランジスタのソース／ドレイン領域１０７Ａと強誘電体キャパシタを接続する配線１２０Ａ及びビット線１２０Ｂを作成する。配線をパターニングした後、表面にさらに酸化シリコン等の絶縁層１２１を成膜する。このようにして、１本のビット線の両側にＭＯＳトランジスタと強誘電体キャパシタとが接続された不揮発性メモリ構造を作成することができる。
【００５５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、ＰＺＴの他種々の誘電体膜、特に強誘電体膜を作成することも可能である。原料ガスはＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂｒ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔからなる群から選択した少なくとも１種を含むものとなろう。特に有機金属原料をもちいたＭＯＣＶＤにおいて、上述の実施例同様の効果が期待できよう。その他種々の変更、改良、組合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００５６】
以下、本発明の特徴を付記する。
（付記１）（１）  （ａ）成膜原料液を気化し、原料ガスを形成する工程と、
（ｂ）基板をパーティクルカウンタを備えた室内に搬入し、前記原料ガスを含む成膜ガスを気化温度以上、分解温度未満の温度に保って、基板上に導入する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、基板上のパーティクルの数を測定する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、パーティクルの数が所定数以下の場合、基板温度を分解温度以上に昇温し、薄膜を成膜する工程と、
を含む化学気相堆積方法。
【００５７】
（付記２）（２）  前記工程（ｂ）において、前記室の壁温度と基板温度とを約同一温度とする付記１記載の化学気相堆積方法。
（付記３）（３）  前記工程（ｄ）を、前記工程（ｂ）、（ｃ）と別の室内で行う付記１または２記載の化学気相堆積方法。
【００５８】
（付記４）（４）  さらに、（ｅ）前記工程（ｃ）の後、前記パーティクルの数が所定数より大きい場合、基板を交換して前記工程（ｂ）に戻る工程、を含む付記１〜３のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【００５９】
（付記５）（５）  さらに、（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記パーティクルの数が所定数より大きい場合が続く場合、成膜装置のメインテナンスを行う工程、を含む付記４記載の化学気相堆積方法。
【００６０】
（付記６）  前記原料ガスが、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔからなる群から選択した少なくとも１種を含む付記１〜５のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【００６１】
（付記７）（６）  前記原料ガスがＰＺＴの構成元素の酸素以外の元素の有機金属原料ガスを含み、気化温度が１９０℃以上であり、分解温度が３００℃以下である付記１〜６のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【００６２】
（付記８）（７）  前記原料ガスが、テトラヒドロフランを含む付記７記載の化学気相堆積方法。
（付記９）  前記工程（ｂ）における基板温度が２３０℃±１０℃である付記７又は８記載の化学気相堆積方法。
【００６３】
（付記１０）  前記工程（ｄ）における基板温度が６００℃±５０℃である付記７〜９のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
（付記１１）（８）  前記工程（ｂ）、（ｄ）における成膜ガスの流量が３０００ｓｃｃｍ以上である付記７〜１０のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【００６４】
（付記１２）（９）  前記工程（ｂ）、（ｄ）における成膜ガスの圧力が８００Ｐａ以下である付記７〜１１のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
（付記１３）  前記基板がキャパシタの下部電極用導電層を堆積した基板である付記７〜１２のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
【００６５】
（付記１４）  前記工程（ｄ）が（１１１）配向のＰＺＴ膜を成膜する付記７〜１３のいずれか１項記載の化学気相堆積方法。
（付記１５）（１０）  液体原料を気化する気化器と、
温度調節可能な壁と、前記気化器に接続されたシャワーヘッドと、温度調節可能な基板保持用サセプタと、を有する基板収納室と、
前記基板収納室に結合され、前記サセプタ上に配置された基板上のパーティクルをカウントできるパーティクルカウンタと、
を有する化学気相堆積装置。
【００６６】
【発明の効果】
発生するパーティクル数が少ないことを確認した上でＣＶＤ成膜を行うことができるため、成膜した膜のパーティクル数を予想することができる。
【００６７】
パーティクル数の少ない条件で成膜を行い、歩留りを向上することができる。信頼性の高い強誘電体メモリデバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明者の行なった予備実験に用いたＣＶＤ装置の構成を概略的に示すブロック図および有機金属原料の化学構造式である。
【図２】実験結果を示すグラフ及び表である。
【図３】実施例によるＣＶＤ成膜装置及び成膜方法を示す概略ブロック図及びフローチャートである。
【図４】実施例に従って作成する半導体装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｒ  原料容器
ＳＶ  溶媒容器
ＭＦＣ  マスフローコントローラ
ＶＲ  気化器
Ｐ  配管
ＭＦＣＶ  マスフローコントロールバルブ
ＧＭ  ガス混合器
ＳＨ  シャワーヘッド
ＤＣ  成膜室
ＳＣ  サセプタ
ＳＢ  基板
ＬＬＣ  ロードロックチャンバ
Ｔ  搬送室
ＭＣ  測定室
Ｖ  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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