(57)【要約】【課題】ＦｅＲＡＭを安定的に製造する。【解決手段】下部電極層上にＰＺＴを堆積した後、それをＯ２／Ａｒ混合ガス環境下の熱処理で結晶化する際に、Ｏ２ガスはその流量を１つのマスフローコントローラで制御し、Ａｒガスはパージ用とＯ２ガス濃度調整用の流量をそれぞれ別々のマスフローコントローラで制御する。昇温前にはＯ２ガスとパージ用および濃度調整用のＡｒガスをそれぞれ所定の流量で流しておき、パージ用のＡｒガスのみストップして昇温を開始し熱処理を行う。その際、Ｏ２ガスとその濃度調整用のＡｒガスは、それぞれ所定の流量のまま流れる。これにより、ＰＺＴ結晶化の際の熱処理環境を安定化させることが可能になるため、所定のキャパシタ性能を有する強誘電体キャパシタが安定的に形成され、また、ＦｅＲＡＭが安定的に製造されるようになる。【選択図】図４
2007221065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法。
【請求項２】
前記熱処理を行う工程においては、
前記非酸化性ガスの流量を制御する前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御することを特徴とする請求項１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【請求項３】
前記熱処理を行う工程においては、
昇温前に、前記酸化性ガスの流量を前記流量制御装置によって制御すると共に、前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、
昇温時および保温時には、前記パージのために前記一の流量制御装置によって流量が制御されていた前記非酸化性ガスの流れを前記一の流量制御装置によって停止し、前記流量制御装置によって流量が制御されている前記酸化性ガスと前記他の流量制御装置によって流量が制御されている前記非酸化性ガスとを流す、
ことを特徴とする請求項１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【請求項４】
誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量と非酸化性ガスの流量とをそれぞれ１つの流量制御装置を用いて制御し、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの前記酸化性ガス濃度を安定化させた後に昇温を開始して熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法。
【請求項５】
強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理を行う工程においては、
前記非酸化性ガスの流量を制御する前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御することを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記熱処理を行う工程においては、
昇温前に、前記酸化性ガスの流量を前記流量制御装置によって制御すると共に、前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、
昇温時および保温時には、前記パージのために前記一の流量制御装置によって流量が制御されていた前記非酸化性ガスの流れを前記一の流量制御装置によって停止し、前記流量制御装置によって流量が制御されている前記酸化性ガスと前記他の流量制御装置によって流量が制御されている前記非酸化性ガスとを流す、
ことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記熱処理は、ＲＴＡ処理であることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記下部電極層は、Ｐｔを用いて形成されることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記強誘電体材料の層は、ＰＺＴまたはＰＬＺＴであることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強誘電体キャパシタの形成方法および半導体装置の製造方法に関し、特にその誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法およびそ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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、強誘電体の分極状態が外部電界によって反転制御可能である特性を利用した不揮発性半導体メモリ、いわゆるＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）の開発・製造が推し進められてきた。
【０００３】
ＦｅＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）同様、スイッチングトランジスタとキャパシタからなるメモリセル構造を有しており、そのキャパシタの誘電体層に強誘電体材料が用いられている。強誘電体材料には、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３，ＰＺＴ）が用いられる。
【０００４】
このようなＦｅＲＡＭの強誘電体キャパシタは、例えば、スパッタ法等を用い、下部電極層、強誘電体材料の層、上部電極層を形成することによって得られる。その際、強誘電体材料の層の形成時には、成膜後にアモルファス状態にある強誘電体材料を結晶化するための所定条件のアニール処理が施される（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２６９５５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、正方晶系のＰＺＴの分極軸は（００１）方向であるため、ＰＺＴはｃ軸に配向したときにその分極値が最も大きくなる。しかしながら、一般にＰＺＴを多結晶基板上でｃ軸に配向させて形成することは困難である。
【０００６】
そこで、ＰＺＴを用いてＦｅＲＡＭの強誘電体キャパシタを形成する場合には、まず、格子定数がＰＺＴのそれに比較的近い白金（Ｐｔ）を用いて下部電極層を形成する。Ｐｔは、例えばＤＣスパッタ法を用いて成膜すると、最密面である（１１１）面に配向しやすい。そして、この上に（１１１）面が優先配向するようにＰＺＴの層を形成する。このようにＰＺＴの層を形成すると、スイッチング（分極反転）方向が反転電界に対して４５°の角度をなすようになるため、（００１）面を優先配向させたときには及ばないものの、不揮発性メモリとして充分実用し得る比較的大きな分極値が得られ、特性および生産性に優れたＦｅＲＡＭを形成することが可能になる。
【０００７】
Ｐｔを用いた下部電極層上へのＰＺＴの層の形成には、例えば、ＲＦスパッタ法が用いられる。スパッタ直後のＰＺＴはアモルファス状態にあるため、その後、アニール処理によって結晶化される。従来のＦｅＲＡＭ形成では、このようにしてＰＺＴの層を形成する際、ＰＺＴの（１１１）面を優先配向させることができるように、そのアニール条件が適宜選択されていた。
【０００８】
成膜後アモルファス状態にあるＰＺＴの結晶化アニールは、通常、酸化性ガス、例えば酸素（Ｏ２）が存在する環境下で、ランプアニール装置等を用いた急速昇温加熱（Rapid Thermal Anneal，ＲＴＡ）により行われる。結晶化アニールの際は、従来、ＰＺＴの成膜まで行ったウェハを所定の熱処理装置に搬送した後、その搬送時にウェハと一緒にその装置内に巻き込んだ大気を、その装置内に一定量のＯ２ガスと、多量の非酸化性ガス、例えば不活性ガスを流して追い出し、一定時間経過後、不活性ガスの流量を絞って昇温時のガスの組成および流量に設定し、その設定直後に昇温を開始する方法が採られていた。例えば、大気の追い出し時には一定量のＯ２ガスと多量のアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、昇温時には一定量のＯ２ガスと流量を絞ったＡｒガスの混合ガスを用いる。
【０００９】
図８は従来の結晶化アニール方法の一例の説明図である。図８において、横軸は時間を表し、縦軸はガス流量および温度を表している。
図８に示すように、ＰＺＴの結晶化アニールの際には、熱処理装置へのウェハの搬送後、巻き込んだ大気を追い出すパージのため、まず、その装置内に一定量のＯ２ガスと多量のＡｒガスが同時に導入される。Ｏ２ガスとＡｒガスの流量制御には、それぞれ流量制御装置であるマスフローコントローラが１つずつ用いられる。このパージの際、Ｏ２ガスの流量は、すでにマスフローコントローラを用いて後の昇温・保温時に必要な流量に設定されている。一定時間経過後、Ｏ２ガスが数％で残りがＡｒガスであるような組成のＯ２／Ａｒ混合ガスが装置内に導入されるよう、Ａｒガスのマスフローコントローラを調節しその流量を絞る。そして、その直後に昇温を開始する。
【００１０】
しかし、このような方法を用いると、昇温開始時にＯ２／Ａｒ混合ガスの組成（分圧）や流量が目的の値になっているとは限らず、そのため、同条件で結晶化アニールを行っても安定した特性のＰＺＴ結晶が得られない場合があった。
【００１１】
図９は従来の結晶化アニール方法を用いたときのＰＺＴ配向率の推移の一例を示す図である。図９において、横軸はサンプルのウェハ番号を表し、縦軸はＰＺＴ（２２２）面の配向率（％）を表している。
【００１２】
ここで、ＰＺＴ（２２２）面の配向率は、結晶化アニール後にＸ線回折装置（X-Ray Diffraction，ＸＲＤ）による測定を行い、ＰＺＴ（１０１）面、（１００）面、（２２２）面の回折ピークから各結晶面の積分強度を求め、次式、ＰＺＴ（２２２）面の配向率（％）＝｛ＰＺＴ（２２２）面の積分強度｝／[｛ＰＺＴ（１００）面の積分強度｝＋｛ＰＺＴ（１０１）面の積分強度｝＋｛ＰＺＴ（２２２）面の積分強度｝]×１００、により算出している。なお、各サンプルの結晶化アニール条件は同じである。
【００１３】
前述のように、ＰＺＴは、（００１）面を優先配向させたときに分極値が最大になるが、ＦｅＲＡＭの生産性の観点からは、スイッチング方向が反転電界に対して４５°の角度をなし比較的大きな分極値が得られる（１１１）面（（２２２）面）を優先配向させることが好ましい。図９より、ＰＺＴ（２２２）面の配向率は、同条件で結晶化アニールを行った場合にも、いずれのサンプルも９０％以上の配向率は示すものの、ばらつきが見られる。
【００１４】
これは、結晶化アニールの際、ＰＺＴ（２２２）面のほか、ＰＺＴ（１００）面やＰＺＴ（１０１）面も現れてしまっているためで、このように配向性が安定しないと、スイッチング電荷量Ｑｓｗが安定せず、ひいては強誘電体キャパシタやそれを用いたＦｅＲＡＭの歩留まり低下をも招く場合がある。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、所定のキャパシタ性能を有する強誘電体キャパシタを安定して形成することのできる強誘電体キャパシタの形成方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、そのようにして形成される所定のキャパシタ性能を有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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では上記課題を解決するために、誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、下部電極層を形成する工程と、前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法が提供される。
【００１８】
このような強誘電体キャパシタの形成方法によれば、酸化性ガスと非酸化性ガスの混合ガスの環境で熱処理を行う際、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御する。例えば、非酸化性ガスをパージ用と酸化性ガスの濃度調整用に用いる場合には、それぞれの流量を別々の流量制御装置によって制御することができる。そのため、酸化性ガスとパージ用および濃度調整用の非酸化性ガスがそれぞれ所定の流量で流されている場合に、途中でパージ用の非酸化性ガスのみがストップされても、酸化性ガスと非酸化性ガスがそれぞれ所定の流量のまま流れるようになる。それにより、熱処理環境の安定化が図られるようになる。
【００１９】
また、本発明では上記課題を解決するために、誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、下部電極層を形成する工程と、前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量と非酸化性ガスの流量とをそれぞれ１つの流量制御装置を用いて制御し、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの前記酸化性ガス濃度を安定化させた後に昇温を開始して熱処理を行う工程と、前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法が提供される。
【００２０】
このような強誘電体キャパシタの形成方法によれば、酸化性ガスと非酸化性ガスの混合ガスの環境で熱処理を行う際、それぞれの流量を流量制御装置を用いて制御し、酸化性ガス濃度を安定化させた後に昇温を開始する。それにより、昇温開始時には酸化性ガスと非酸化性ガスをそれぞれ所定の流量で流すことができるため、熱処理環境の安定化が図られるようになる。
【００２１】
また、本発明では上記課題を解決するために、強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法において、下部電極層を形成する工程と、前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００２２】
このような半導体装置の製造方法によれば、それが有する強誘電体キャパシタを形成する際、強誘電体材料の層の形成後、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、熱処理を行う。それにより、酸化性ガスと非酸化性ガスをそれぞれ所定の流量で流すことができるため、熱処理環境の安定化が図られるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、強誘電体材料の層の形成後、酸化性ガスと非酸化性ガスの混合ガスの環境で熱処理を行う際、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御するようにした。これにより、強誘電体材料の層を熱処理する際の環境を安定化させることができるため、所定のキャパシタ性能を有する強誘電体キャパシタを安定的に形成することが可能になる。また、これにより、強誘電体キャパシタを有する半導体装置を安定的に量産することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、ＦｅＲＡＭの構成について説明する。
図１はＦｅＲＡＭの一例の要部断面模式図である。
【００２５】
ＦｅＲＡＭ１は、データを保持する強誘電体キャパシタ２とそれにアクセスするＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ３を備えている。
ＭＯＳトランジスタ３は、シリコン（Ｓｉ）基板４を用い、フィールド酸化膜等の素子分離領域５で画定された所定導電型のウェル４ａ内の素子領域に形成されており、Ｓｉ基板４上には、ゲート絶縁膜６を介して、ＦｅＲＡＭ１のワード線として機能するゲート電極７が形成されている。ゲート電極７の両側には側壁絶縁膜８ａ，８ｂが形成されており、また、ゲート電極７の両側のＳｉ基板４内には所定導電型の不純物拡散領域９ａ，９ｂが形成されている。
【００２６】
このようなＭＯＳトランジスタ３が形成されているウェハ上に、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の層間絶縁膜１０が形成され、この層間絶縁膜１０を貫通するようにしてタングステン（Ｗ）等のプラグ１１ａ，１１ｂが形成されている。プラグ１１ａ，１１ｂはそれぞれ、不純物拡散領域９ａ，９ｂに接続されている。そして、層間絶縁膜１０上には、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の酸化防止膜１２およびＳｉＯ２膜１３が形成され、その上に強誘電体キャパシタ２が形成されている。
【００２７】
強誘電体キャパシタ２は、下部電極層１４、誘電体層１５および上部電極層１６により構成されている。
下部電極層１４は、例えばチタン（Ｔｉ）膜上にＰｔ膜を積層した構造とすることができるほか、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）またはルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ３）、その他導電性酸化物の膜、もしくはそれらの膜を適当に組み合わせて積層した構造とすることもできる。誘電体層１５は、例えば強誘電体であるＰＺＴを用いて形成される。また、上部電極層１６は、例えば酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）膜を用いて形成される。
【００２８】
強誘電体キャパシタ２の下部電極層１４、誘電体層１５および上部電極層１６は、雛壇状に形成されており、また、それらを覆うようにしてＰＺＴ等を用いてエンキャップ層１７が形成されている。
【００２９】
強誘電体キャパシタ２の下部電極層１４および上部電極層１６にはそれぞれ、エンキャップ層１７およびＳｉＯ２等の層間絶縁膜１８を貫通するコンタクトホールを介して、ローカル配線パターン１９ａ，１９ｂが接続されている。そのうち、上部電極層１６に接続されたローカル配線パターン１９ｂは、層間絶縁膜１８、ＳｉＯ２膜１３および酸化防止膜１２を貫通して、ＭＯＳトランジスタ３の不純物拡散領域９ｂに接続されたプラグ１１ｂに接続されている。これにより、強誘電体キャパシタ２とＭＯＳトランジスタ３とが電気的に接続されるようになる。
【００３０】
これらの素子構造は、その全体がＳｉＯ２等のパッシベーション膜２０で覆われている。そして、ＭＯＳトランジスタ３のもう一方の不純物拡散領域９ａに接続されたプラグ１１ａには、パッシベーション膜２０、層間絶縁膜１８、ＳｉＯ２膜１３および酸化防止膜１２を貫通する電極２１が接続されている。この電極２１は、ＦｅＲＡＭ１のビット線として機能する。また、下部電極層１４に接続されたローカル配線パターン１９ａには、パッシベーション膜２０を貫通する別の電極２２が接続されている。
【００３１】
このような構成を有するＦｅＲＡＭ１は、例えば、次の図２に示すようなフローで形成することができる。
図２はＦｅＲＡＭの形成フローの一例を示す図である。
【００３２】
まず、常法に従い、素子分離領域５で画定された素子領域にゲート絶縁膜６、ゲート電極７、側壁絶縁膜８ａ，８ｂおよび不純物拡散領域９ａ，９ｂを形成して、ＭＯＳトランジスタ３を形成する（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、ＭＯＳトランジスタ３を形成した直径２００ｍｍのウェハ上に膜厚約１０００ｎｍのＳｉＯ２をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて堆積し、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により平坦化を行って層間絶縁膜１０を形成する（ステップＳ２）。
【００３４】
そして、その層間絶縁膜１０に不純物拡散領域９ａ，９ｂに通じるコンタクトホールを形成し、全面にＷ等を堆積して、同様にＣＭＰにより平坦化を行い、プラグ１１ａ，１１ｂを形成する（ステップＳ３）。
【００３５】
その後、ＳｉＯＮ等の酸化防止膜１２およびＳｉＯ２膜１３をそれぞれ膜厚約１００ｎｍおよび約１３０ｎｍで成膜し（ステップＳ４）、窒素（Ｎ２）雰囲気中、約６５０℃、約３０分間のアニール処理によって脱ガスを行う（ステップＳ５）。
【００３６】
次いで、下部電極層１４を例えばＰｔ／Ｔｉ積層構造で構成する場合には、ＤＣスパッタ法を用い、全面に膜厚約２０ｎｍのＴｉ膜と膜厚約１７５ｎｍのＰｔ膜を順次堆積し、下部電極層１４を形成する（ステップＳ６）。
【００３７】
次いで、ＲＦスパッタ法を用い、下部電極層１４上に膜厚約２００ｎｍのＰＺＴを堆積する（ステップＳ７）。このＰＺＴのＲＦスパッタ法による堆積の際には、誘電体層１５として必要とされる組成比であらかじめ形成されているＰＺＴターゲットを用いる。このようなＰＺＴターゲットを用いて下部電極層１４上に堆積されたＰＺＴは、アモルファス状態である。
【００３８】
アモルファス状態のＰＺＴを結晶化するため、次にランプアニール装置等を用いてＲＴＡ処理を行う（ステップＳ８）。この段階のＲＴＡ処理は、主としてＰＺＴの結晶粒を生成させることを目的として行われる。このＲＴＡ処理は、所定分圧のＯ２ガスとＡｒガスやＮ２ガス等の不活性ガスとの混合ガス雰囲気で行う。このＲＴＡ処理時の混合ガス中のＯ２ガス濃度は、約０．１体積％〜約５０体積％、好ましくは約１体積％〜約５体積％、より好ましくは約２体積％〜約５体積％の範囲とする。例えば、総ガス流量２ＳＬＭ、Ｏ２ガス濃度約２．５体積％（残りはＡｒガスまたはＮ２ガス。）、保持温度約６００℃、保持時間約９０秒間、昇温速度約１２５℃／ｓｅｃの条件でＲＴＡ処理を行う。なお、１ＳＬＭ＝１Ｌ／ｍｉｎ（０℃，１０１．３ｋＰａ）である。また、このＲＴＡ処理の詳細、およびそれによって得られるＰＺＴの結晶性については後述する。
【００３９】
このステップＳ８のＲＴＡ処理後は、別の条件でもう一度ＲＴＡ処理を行う（ステップＳ９）。この段階のＲＴＡ処理は、主に先のＲＴＡ処理で生成された結晶粒を成長させることを目的として行われる。例えば、Ｏ２ガス流量２ＳＬＭ、保持温度約７５０℃、保持時間約６０秒間、昇温速度約１２５℃／ｓｅｃの条件でＲＴＡ処理を行う。上記ステップＳ８のＲＴＡ処理（「第１のＲＴＡ処理」という。）とこのステップＳ９のＲＴＡ処理（「第２のＲＴＡ処理」という。）により、所定の結晶構造のＰＺＴからなる誘電体層１５が形成される。
【００４０】
ステップＳ９の第２のＲＴＡ処理後は、膜厚約２５０ｎｍのＩｒＯｘ膜を形成し、上部電極層１６を形成する（ステップＳ１０）。
そして、上部電極層１６、誘電体層１５、下部電極層１４に対して順次パターニングとエッチングを行っていき、それらの各層を所定の領域にのみ雛壇状に残し、強誘電体キャパシタ２を形成する（ステップＳ１１）。
【００４１】
その後は、全面に層間絶縁膜１８を形成した後、下部電極層１４、上部電極層１６およびプラグ１１ｂに通じるコンタクトホールを形成し、ローカル配線パターン１９ａ，１９ｂを形成する（ステップＳ１２）。
【００４２】
そして、全面にパッシベーション膜２０を形成した後（ステップＳ１３）、プラグ１１ａおよびローカル配線パターン１９ａに通じるコンタクトホールを形成し、それぞれに電極２１，２２を形成する（ステップＳ１４）。以上の工程により、ＦｅＲＡＭ１が完成される。
【００４３】
ここで、上記ステップＳ８の第１のＲＴＡ処理についてより詳細に説明する。
図３はＲＴＡ処理に用いるガス導入ラインの構成例を示す図である。
Ｏ２／Ａｒ混合ガスを用いる上記第１のＲＴＡ処理には、ランプアニール装置等へＯ２ガスを導入するラインと、ＡｒガスやＮ２ガスを導入するラインが必要になる。図３には、Ｏ２ガス源３１からランプアニール装置等のチャンバ３０へ通じるＯ２ガス導入ライン、およびＡｒガス源３２からチャンバ３０へ通じるＡｒガス導入ラインを示している。
【００４４】
Ｏ２ガス導入ラインの途中には、流量制御装置としてＯ２ガス用マスフローコントローラ３１ａが１つ設けられており、このＯ２ガス用マスフローコントローラ３１ａによってチャンバ３０へ導入するＯ２ガスの流量が調節される。
【００４５】
Ａｒガス導入ラインの途中にも同様に、チャンバ３０へ導入するＡｒガスの流量を調節するための流量制御装置としてマスフローコントローラが設けられているが、Ａｒガスについては、ここでは２つのマスフローコントローラが設けられている。１つはウェハ搬送時に巻き込んだ大気を追い出すためのＡｒガスの流量制御を行うパージ用マスフローコントローラ３２ａであり、もう１つは昇温・保温の際のＯ２ガス濃度を調整するためのＡｒガスの流量制御を行う濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂである。
【００４６】
Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａ、パージ用マスフローコントローラ３２ａおよび濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂのそれぞれのオン／オフ制御、すなわちそれぞれの下流側（チャンバ３０側）に流量制御されたガスを流すか否かは、制御部３３によって行われるようになっている。
【００４７】
このようなガス導入ラインを用いた第１のＲＴＡ処理は、例えば、次の図４に示すようなレシピで実施される。
図４は第１のＲＴＡ処理のレシピの一例を示す図である。図４において、横軸は時間を表し、縦軸はガス流量および温度を表している。
【００４８】
第１のＲＴＡ処理の際は、まずそれに先立ち、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａ、パージ用マスフローコントローラ３２ａおよび濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂの流量値をあらかじめ所定の値に設定しておく。
【００４９】
具体的には、第１のＲＴＡ処理を総ガス流量２ＳＬＭでＯ２ガス濃度約２．５体積％（残りはＡｒガス）の条件で行う場合であれば、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａで流量制御されたＯ２ガスと濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂで流量制御されたＡｒガスとによってチャンバ３０内のＯ２ガスが約２．５体積％（残りはＡｒガス）になるような流量値に設定しておく。なお、この流量値の設定の際には、パージ用マスフローコントローラ３２ａからのＡｒガスは考慮しない。パージ用マスフローコントローラ３２ａについては、その流量値を、巻き込み大気の追い出しに要する多量のＡｒガス流量、例えば２０ＳＬＭに設定する。
【００５０】
このように各マスフローコントローラの流量値をあらかじめ設定した後、処理すべきウェハすなわちＰＺＴの堆積まで行ったウェハをチャンバ３０内へ搬送する。そして、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａ、パージ用マスフローコントローラ３２ａおよび濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂをすべてオンにした状態で、所定流量のＯ２ガスおよびＡｒガスをチャンバ３０内に導入する。
【００５１】
すなわち、図４に示した昇温前段階において、Ｏ２ガス導入ラインからはＯ２ガス用マスフローコントローラ３１ａによって昇温・保温時の流量値に制御されたＯ２ガスがチャンバ３０内に導入される。また、Ａｒガス導入ラインからは濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂによって昇温・保温時の流量値に制御された比較的少量のＡｒガスと、パージ用マスフローコントローラ３２ａによって巻き込み大気の追い出し用の流量値に制御された多量のＡｒガスが導入される。
【００５２】
その状態でチャンバ３０内の巻き込み大気を充分にパージした後は、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａおよび濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂはオンの状態を保ったまま、パージ用マスフローコントローラ３２ａのみをオフにする。そして、第１のＲＴＡ処理の昇温を開始し（図４の昇温段階）、所定温度で一定時間保持する（図４の保温段階）。
【００５３】
このように、ここではチャンバ３０へのＡｒガスの導入を、パージ用マスフローコントローラ３２ａおよび濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂの２つのマスフローコントローラを用いて制御する。その際、パージ用マスフローコントローラ３２ａは、第１のＲＴＡ処理の昇温前の間だけオンの状態とし、一方、濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂは、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａと共に、昇温前から昇温・保温の間もオンの状態とする。これにより、パージ用マスフローコントローラ３２ａをオフの状態としたときにも、チャンバ３０内には、Ｏ２ガス用マスフローコントローラ３１ａと濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂによって、所定Ｏ２ガス濃度のＯ２／Ａｒ混合ガスを安定して導入することが可能になる。
【００５４】
ここで、上記レシピを用いた場合に得られるＰＺＴの結晶性について検討した結果について述べる。
図５はＰＺＴ配向率の推移の一例を示す図である。この図５には、上記ステップＳ８の第１のＲＴＡ処理に対してのみ図４に示したようなレシピを適用し、上記ステップＳ９の第２のＲＴＡ処理に対しては従来のレシピを適用してＰＺＴの結晶化を行った結果の一例を示している。なお、図５において、横軸はウェハ番号を表し、縦軸はＰＺＴ（２２２）面の配向率（％）を表している。
【００５５】
ここで、ＰＺＴ（２２２）面の配向率は、第１のＲＴＡ処理を上記のようなレシピで行い、さらに第２のＲＴＡ処理まで行った後に、ＸＲＤによる測定を行い、ＰＺＴ（１０１）面、（１００）面、（２２２）面の回折ピークから各結晶面の積分強度を求め、次式、ＰＺＴ（２２２）面の配向率（％）＝｛ＰＺＴ（２２２）面の積分強度｝／[｛ＰＺＴ（１００）面の積分強度｝＋｛ＰＺＴ（１０１）面の積分強度｝＋｛ＰＺＴ（２２２）面の積分強度｝]×１００、により算出している。
【００５６】
なお、第１のＲＴＡ処理は、総ガス流量２ＳＬＭ、Ｏ２ガス濃度約２．５体積％（残りはＡｒガスまたはＮ２ガス。）、保持温度約６００℃、保持時間約９０秒間、昇温速度約１２５℃／ｓｅｃの条件で行い、第２のＲＴＡ処理は、Ｏ２ガス流量２ＳＬＭ、保持温度約７５０℃、保持時間約６０秒間、昇温速度約１２５℃／ｓｅｃの条件で行っている。各ウェハの結晶化アニール条件は、すべて同じである。
【００５７】
図５に示すように、ＰＺＴ（２２２）面の配向率は、いずれのウェハでも９６％以上の高い値になり、また、ウェハ間のばらつきも非常に小さくなっている。このように、第１のＲＴＡ処理に図４に示したようなレシピを適用することにより、ＰＺＴ（１００）面やＰＺＴ（１０１）面の配向を抑え、ＰＺＴ（２２２）面の配向性を向上させることができるようになる。
【００５８】
従来は、前述のように、Ｏ２ガス用マスフローコントローラとパージ用兼濃度調整用マスフローコントローラの計２つのマスフローコントローラを用い、昇温前のチャンバ内に所定量のＯ２ガスと多量のＡｒガスを導入してウェハの搬送時の巻き込み大気を追い出し、一定時間経過後、Ｏ２／Ａｒ混合ガスが所定Ｏ２ガス濃度になるようにＡｒガスの流量を絞り、その直後に昇温を開始するようにしていた（図８参照）。しかし、この方法では、昇温直前のＯ２／Ａｒ混合ガスのＯ２ガス濃度が安定しないため、ウェハ間のＰＺＴ（２２２）面の配向率にばらつきが生じていた（図９参照）。なお、図９に示した測定結果は、第１のＲＴＡ処理に図８のレシピを適用したことを除き、図５と同条件で測定を行ったときの結果を示している。
【００５９】
しかし、図３に示したようなガス導入ラインを用いて第１のＲＴＡ処理に図４に示したようなレシピを適用することにより、ＰＺＴ（２２２）面の配向率が高くかつそのばらつきの少ないＰＺＴ結晶を形成することが可能になる。それにより、スイッチング電荷量ＱｓｗおよびＦｅＲＡＭの歩留まりの安定化を図ることが可能になる。
【００６０】
なお、ここでは、Ｏ２ガスについてはＯ２ガス用マスフローコントローラ３１ａを用い、Ａｒガスについてはパージ用マスフローコントローラ３２ａと濃度調整用マスフローコントローラ３２ｂを用い、合計３つのマスフローコントローラによってＯ２／Ａｒ混合ガスを安定して導入するようにしたが、より多くのマスフローコントローラを用いたガス導入ラインを構成することも可能である。例えば、ＲＴＡ処理により多くの種類のガスを用いる場合には、それに応じてマスフローコントローラの数を増やし、上記の例に従ってガス導入ラインを適当に構成すればよい。
【００６１】
続いて、上記ステップＳ８の第１のＲＴＡ処理に適用可能な別のレシピについて説明する。
図６は第１のＲＴＡ処理のレシピの別の例を示す図である。
【００６２】
図６に示すレシピは、従来同様Ｏ２ガス用マスフローコントローラとパージ用兼濃度調整用マスフローコントローラの２つのマスフローコントローラを用いる。そして、ウェハの搬送時の巻き込み大気を追い出すために導入している多量のＡｒガスの流量を絞ってから昇温開始までの時間を長くとるようにする。このようにすることにより、昇温開始までの間にＯ２ガスおよびＡｒガスの流量をそれぞれ安定化させることができ、Ｏ２／Ａｒ混合ガスの昇温直前のＯ２ガス濃度を安定化させることが可能になる。
【００６３】
第１のＲＴＡ処理にこの図６に示したようなレシピを適用することにより、従来のガス導入ラインを変更することなく、ＰＺＴ（２２２）面の配向率が高くかつそのばらつきの少ないＰＺＴ結晶を形成することが可能になる。そして、その結果、スイッチング電荷量ＱｓｗおよびＦｅＲＡＭの歩留まりの安定化を図ることが可能になる。
【００６４】
なお、以上の説明では、ＰＺＴを堆積して（ステップＳ７）、第１，第２のＲＴＡ処理を行った後（ステップＳ８，Ｓ９）、上部電極層を形成（ステップＳ１０）するＦｅＲＡＭ形成フローに図４あるいは図６のレシピを適用した場合を例にして述べたが、それらのレシピが適用されるプロセスはこれに限定されるものではない。例えば、ＦｅＲＡＭは、次の図７に示すようなフローによって形成することもでき、そのプロセスに図４あるいは図６のレシピを適用することも可能である。
【００６５】
図７はＦｅＲＡＭの形成フローの別の例を示す図である。
この図７に示す形成フローにおけるステップＳ２０〜Ｓ２７は、図２のステップＳ１〜Ｓ８と同じである。ただし、ステップＳ２７の第１のＲＴＡ処理は、例えば、Ｏ２／Ａｒ混合ガス雰囲気中、保持温度約５６３℃、保持時間約９０秒間の条件で行う。そして、この第１のＲＴＡ処理において、上記ステップＳ８と同様、図３に示したようなガス導入ラインを用い、図４に示したようなレシピを適用する。あるいは従来のガス導入ラインをそのまま用い、図６に示したようなレシピを適用する。
【００６６】
第１のＲＴＡ処理後、この図７の形成フローでは、ＤＣスパッタ法を用い、まず上部電極層１６の一部となる、膜厚約５０ｎｍのＩｒＯｘ膜を形成する（ステップＳ２８）。そして、第２のＲＴＡ処理を、例えば、Ｏ２／Ａｒ混合ガス（Ｏ２ガス濃度約１体積％、残りはＡｒガス）雰囲気中、保持温度約７０８℃、保持時間約２０秒間の条件で行い（ステップＳ２９）、その後、膜厚約２００ｎｍのＩｒＯｘ膜を形成し、先にステップＳ２８で形成したＩｒＯｘ膜との合計膜厚が約２５０ｎｍの上部電極層１６を形成する（ステップＳ３０）。
【００６７】
以降のステップＳ３１〜Ｓ３４は、図２のステップＳ１１〜Ｓ１４と同じである。
この図７に示したような形成フローにおいても、第１のＲＴＡ処理を従来のようなレシピ（図８参照）で行った場合には、昇温直前のＯ２ガス濃度が安定せず、従来同様の問題が発生し得る。そのため、その第１のＲＴＡ処理の際に、図３に示したようなガス導入ラインを用いて図４に示したようなレシピを適用する、あるいは従来のガス導入ラインを用いて図６に示したレシピを適用することにより、昇温直前のＯ２／Ａｒ混合ガスのＯ２ガス濃度を安定化することができる。その結果、ＰＺＴ（２２２）面の配向性を向上させ、スイッチング電荷量ＱｓｗおよびＦｅＲＡＭの歩留まりの安定化を図ることが可能になる。
【００６８】
さらに、この図７に示したような形成フローにおいては、第２のＲＴＡ処理もＯ２／Ａｒ混合ガス雰囲気で行われるため、第２のＲＴＡ処理に、図３に示したようなガス導入ラインを用いて図４に示したようなレシピを適用する、あるいは従来のガス導入ラインを用いて図６に示したレシピを適用することも、非常に有効である。
【００６９】
なお、以上の説明では、強誘電体キャパシタ２の誘電体層１５を構成する強誘電体材料としてＰＺＴを用いた場合を例にして述べたが、このほか、強誘電体材料としてランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３，ＰＬＺＴ）を用いた場合にも同様の手法を用いることができ、また、同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
また、以上の説明では、第１のＲＴＡ処理をＯ２／Ａｒ混合ガス環境下で行い、第２のＲＴＡ処理をＯ２ガス環境下あるいはＯ２／Ａｒ混合ガス環境下で行うようにしたが、ガス種はこれらに限定されるものではなく、Ｏ２ガス以外の酸化性ガスやＡｒガス以外の非酸化性ガスも広く利用することが可能である。
【００７１】
（付記１）  誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７２】
（付記２）  前記熱処理を行う工程においては、
前記非酸化性ガスの流量を制御する前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御することを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７３】
（付記３）  前記熱処理を行う工程においては、
昇温前に、前記酸化性ガスの流量を前記流量制御装置によって制御すると共に、前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、
昇温時および保温時には、前記パージのために前記一の流量制御装置によって流量が制御されていた前記非酸化性ガスの流れを前記一の流量制御装置によって停止し、前記流量制御装置によって流量が制御されている前記酸化性ガスと前記他の流量制御装置によって流量が制御されている前記非酸化性ガスとを流す、
ことを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７４】
（付記４）  前記熱処理は、ＲＴＡ処理であることを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
（付記５）  前記下部電極層は、Ｐｔを用いて形成されることを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７５】
（付記６）  前記強誘電体材料の層は、ＰＺＴまたはＰＬＺＴであることを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
（付記７）  前記熱処理を行う工程においては、
前記流量制御装置によって前記酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置によって前記非酸化性ガスの流量を制御することによって、昇温時および保温時の前記混合ガス中の前記酸化性ガスを０．１体積％〜５０体積％の範囲内の所定値に安定させて前記熱処理を行うことを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７６】
（付記８）  前記熱処理を行う工程後で前記上部電極層を少なくとも一部形成する工程前に、
前記酸化性ガスのみの環境で第２の熱処理を行う工程を有することを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７７】
（付記９）  前記上部電極層を少なくとも一部形成する工程後に、
前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとを含む環境で第２の熱処理を行う工程を有することを特徴とする付記１記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７８】
（付記１０）  誘電体層に強誘電体材料を用いた強誘電体キャパシタの形成方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量と非酸化性ガスの流量とをそれぞれ１つの流量制御装置を用いて制御し、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの前記酸化性ガス濃度を安定化させた後に昇温を開始して熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする強誘電体キャパシタの形成方法。
【００７９】
（付記１１）  前記熱処理を行う工程においては、
前記酸化性ガスの流量と前記非酸化性ガスの流量とをそれぞれ前記流量制御装置を用いて制御し、前記混合ガスの組成が前記熱処理の際に要する組成に達した後、０．１秒以上後に前記昇温を開始することを特徴とする付記１０記載の強誘電体キャパシタの形成方法。
【００８０】
（付記１２）  強誘電体キャパシタを有する半導体装置の製造方法において、
下部電極層を形成する工程と、
前記下部電極層上に前記強誘電体材料の層を形成する工程と、
前記強誘電体材料の層の形成後に、酸化性ガスの流量を１つの流量制御装置を用いて制御し、非酸化性ガスの流量を複数の流量制御装置を用いて制御して、前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとの混合ガスの環境で熱処理を行う工程と、
前記熱処理後の前記強誘電体材料の層上に上部電極層を少なくとも一部形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８１】
（付記１３）  前記熱処理を行う工程においては、
前記非酸化性ガスの流量を制御する前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御することを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【００８２】
（付記１４）  前記熱処理を行う工程においては、
昇温前に、前記酸化性ガスの流量を前記流量制御装置によって制御すると共に、前記複数の流量制御装置のうちの一の流量制御装置によってパージに用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置のうちの他の流量制御装置によって前記酸化性ガスの濃度調整に用いる前記非酸化性ガスの流量を制御し、
昇温時および保温時には、前記パージのために前記一の流量制御装置によって流量が制御されていた前記非酸化性ガスの流れを前記一の流量制御装置によって停止し、前記流量制御装置によって流量が制御されている前記酸化性ガスと前記他の流量制御装置によって流量が制御されている前記非酸化性ガスとを流す、
ことを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【００８３】
（付記１５）  前記熱処理は、ＲＴＡ処理であることを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
（付記１６）  前記下部電極層は、Ｐｔを用いて形成されることを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【００８４】
（付記１７）  前記強誘電体材料の層は、ＰＺＴまたはＰＬＺＴであることを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
（付記１８）  前記熱処理を行う工程においては、
前記流量制御装置によって前記酸化性ガスの流量を制御し、前記複数の流量制御装置によって前記非酸化性ガスの流量を制御することによって、昇温時および保温時の前記混合ガス中の前記酸化性ガスを０．１体積％〜５０体積％の範囲内の所定値に安定させて前記熱処理を行うことを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【００８５】
（付記１９）  前記熱処理を行う工程後で前記上部電極層を少なくとも一部形成する工程前に、
前記酸化性ガスのみの環境で第２の熱処理を行う工程を有することを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【００８６】
（付記２０）  前記上部電極層を少なくとも一部形成する工程後に、
前記酸化性ガスと前記非酸化性ガスとを含む環境で第２の熱処理を行う工程を有することを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】ＦｅＲＡＭの一例の要部断面模式図である。
【図２】ＦｅＲＡＭの形成フローの一例を示す図である。
【図３】ＲＴＡ処理に用いるガス導入ラインの構成例を示す図である。
【図４】第１のＲＴＡ処理のレシピの一例を示す図である。
【図５】ＰＺＴ配向率の推移の一例を示す図である。
【図６】第１のＲＴＡ処理のレシピの別の例を示す図である。
【図７】ＦｅＲＡＭの形成フローの別の例を示す図である。
【図８】従来の結晶化アニール方法の一例の説明図である。
【図９】従来の結晶化アニール方法を用いたときのＰＺＴ配向率の推移の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  ＦｅＲＡＭ
２  強誘電体キャパシタ
３  ＭＯＳトランジスタ
４  Ｓｉ基板
４ａ  ウェル
５  素子分離領域
６  ゲート絶縁膜
７  ゲート電極
８ａ，８ｂ  側壁絶縁膜
９ａ，９ｂ  不純物拡散領域
１０，１８  層間絶縁膜
１１ａ，１１ｂ  プラグ
１２  酸化防止膜
１３  ＳｉＯ２膜
１４  下部電極層
１５  誘電体層
１６  上部電極層
１７  エンキャップ層
１９ａ，１９ｂ  ローカル配線パターン
２０  パッシベーション膜
２１，２２  電極
３０  チャンバ
３１  Ｏ２ガス源
３１ａ  Ｏ２ガス用マスフローコントローラ
３２  Ａｒガス源
３２ａ  パージ用マスフローコントローラ
３２ｂ  濃度調整用マスフローコントローラ
３３  制御部
【図１】
2007221065.tif 000003
【図２】
2007221065.tif 000004
【図３】
2007221065.tif 000005
【図４】
2007221065.tif 000006
【図５】
2007221065.tif 000007
【図６】
2007221065.tif 000008
【図７】
2007221065.tif 000009
【図８】
2007221065.tif 000010
【図９】
2007221065.tif 000011