"下地の上に設けられた酸素及び窒素の少なくともいずれかを含む膜の表面に、酸素及び窒素の少なくともいずれかを含むイオン化されたガスクラスタを照射して、前記ガスクラスタを照射した後の前記膜の密度を前記ガスクラスタを照射する前の前記膜の密度よりも高くすることを特徴とする膜形成方法。前記膜は、金属酸化膜、半導体酸化膜、金属窒化膜、半導体窒化膜、金属酸化窒化膜、及び半導体酸化窒化膜のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の膜形成方法。下地の表面に、金属元素を含む、イオン化されたガスクラスタを照射して、前記下地の上に、前記金属元素を含む金属膜を形成することを特徴とする膜形成方法。前記金属膜を前記下地の表面から内部にかけて設けられたビアホール内、または前記下地の表面から内部にかけて設けられたトレンチ内に形成することを特徴とする請求項3記載の膜形成方法。下地の上に設けられた金属膜の表面に、酸素もしくは窒素のいずれかを含む、イオン化されたガスクラスタを照射して、前記金属膜の少なくとも一部を、前記金属膜中の金属元素を含む金属酸化膜、金属窒化膜、及び金属酸化窒化膜のいずれかに変えることを特徴とする膜形成方法。下地の上に設けられた、金属膜もしくは金属酸化物のいずれかを含む被加工層に、二酸化炭素もしくはハロゲン元素のいずれかを含む、イオン化されたガスクラスタを選択的に照射して、前記ガスクラスタが選択的に照射された前記被加工層の部分を選択的に除去することを特徴とする膜形成方法。下地の上に設けられた、絶縁膜および導電層を含む被加工層に、二酸化炭素もしくはハロゲン元素のいずれかを含む、イオン化されたガスクラスタを選択的に照射して、前記ガスクラスタが選択的に照射された前記被加工層の部分を選択的に除去することを特徴とする膜形成方法。前記金属酸化膜に含まれる金属で構成される金属膜が前記金属酸化膜に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量は、ケイ素が酸化ケイ素に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量よりも大きいことを特徴とする請求項5または6に記載の膜形成方法。前記ガスクラスタに含まれる原子数は、100個以上、20000個以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の膜形成方法。前記ガスクラスタが照射される直前の前記ガスクラスタに含まれる原子1個あたりの運動エネルギーは、15eV以下であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載の膜形成方法。半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層内に設けられたビアホールと、前記ビアホール内に設けられ、前記絶縁膜と接している金属膜と、前記金属膜と電気的に接続可能なメモリセルと、を備えたことを特徴とする不揮発性記憶装置。本発明の実施形態は、より良質な膜を形成する膜形成方法およびより良質な膜を有する不揮発性記憶装置を提供する。実施形態の膜形成方法は、下地の上に設けられた酸素及び窒素の少なくともいずれかを含む膜の表面に、酸素及び窒素の少なくともいずれかを含むイオン化されたガスクラスタを照射して、前記ガスクラスタを照射した後の前記膜の密度を前記ガスクラスタを照射する前の前記膜の密度よりも高くする。以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。第1実施形態図1は、第1実施形態に係る膜形成方法を説明するための膜断面模式図である。図2は、第1実施形態に係る膜形成装置の概要を説明するための断面模式図である。第1実施形態に係る膜形成方法においては、図1aに示すように、下地10の上に設けられた金属酸化膜20Aの表面に、酸素を含むガスクラスタイオンイオン化されたガスクラスタ30を照射する。そして、図1bに示すように、ガスクラスタイオン30を照射した後の金属酸化膜20Bの密度をガスクラスタイオン30を照射する前の金属酸化膜20Aの密度よりも高くする。下地10は、半導体層、金属層、絶縁層、磁性体層等である。図1に示す膜形成方法は、図2に示す膜形成装置100によって実施される。図2に示す膜形成装置100は、真空槽101と、ガス加圧機構102と、加速機構103と、基板支持台104と、を備える。ガス加圧機構102は、真空槽101に接続されている。ガス加圧機構102は、真空槽101内にノズル部102nを突出させている。ノズル部102nの先端は、0.5mm~2mm径程度に開口されている。なお、実施形態の数値範囲で、0.5mm~2mmと表記された場合は、0.5mm以上、2mm以下であることを言う。膜形成装置100は、さらに、ガス供給機構106、107を備えている。ガス供給機構106には、例えば、アルゴンAr等の不活性ガスが充填されている。ガス供給機構106と、真空槽101と、の間には、ガス供給機構106から真空槽101へのガス供給を制御するバルブが設けられている。ガス供給機構107の用途については後述する。真空槽101内の雰囲気は、排気口105を介して排気される。例えば、真空槽101内の減圧雰囲気は、1×10-5Pa程度に維持される。ガス加圧機構102には、酸素O、または酸素にアルゴンAr、ヘリウムHe等の不活性ガスが添加されたガスが充填されている。さらに、ガス加圧機構102内に充填されたガスは、5気圧以上、10気圧未満に加圧されている。基板支持台104の上には、下地10の一例としてのシリコン基板が載置されている。下地10の上には、金属酸化膜20Aが設けられている。金属酸化膜20Aの材質は、酸化アルミニウムAl2O3、酸化ランタンLa2O3、酸化ランタンアルミニウムLaAlO、酸化ハフニウムHfO2、酸化セリウムCeO2、酸化マグネシウムMgO等である。ガス加圧機構102内にて、5気圧以上、10気圧未満で加圧されたガスが細いノズル部102nを通じて真空槽101内に放出されると、ガスがノズル部102nの先端近傍で断熱膨張する。すると、ガスが真空槽101内で冷却されて、ガスクラスタが発生する。さらに、膜形成装置100では、ガスクラスタ中の分子もしくは原子が1個から数個程度、イオン化されて、ガスクラスタイオン30が発生する。すなわち、ガスクラスタとは、分子および原子の少なくともいずれかの集合体であって気相状態のものをいう。すなわち、複数の分子の集合体、複数の原子の集合体、あるいはひとつ以上の分子とひとつ以上の原子の集合体、のいずれかで、気相状態のものを、ガスクラスタという。また、イオン化されたガスクラスタとは、ガスクラスタ中の分子および原子の少なくとも1個から数個程度が、イオン化したものをいう。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は。100個以上、20000個以下である。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は、好ましくは、100個以上、10000個以下、より好ましくは、100個以上、3000個以下である。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数を20000個以下、あるいは10000個以下、あるいは3000個以下にするには、以下の方法に従う。例えば、比較的大きい原子数のガスクラスタイオン30例えば、10000個以下の原子数を、ガス供給機構106から真空槽101内に供給されたアルゴンArと衝突させ、この衝突によってガスクラスタイオン30をより細かく分割する。これにより、より少ない原子数のガスクラスタが形成される。例えば、2000個以上、5000個以下の原子数を含むガスクラスタイオン30を、30kV~60kVで加速して、加速後さらに、アルゴンAr等の中性ガス分子と衝突させて、より小数の原子を含むガスクラスタイオン30が形成される。ガスクラスタイオン30は、膜形成装置100内において、加速機構103によって、ガスクラスタイオン30がノズル部102nから基板支持台104の方向に加速される。この加速により、下地10にガスクラスタイオン30が照射される直前のガスクラスタイオン30中の原子1個あたりの運動エネルギーは、15eV以下になる。下地10にガスクラスタイオン30が照射される直前のガスクラスタイオン30中の原子1個あたりの運動エネルギーは、より好ましくは、12eV以下であることが望ましい。すなわち、膜形成装置100内でガスクラスタイオン30が加速されることによって、ガスクラスタイオン30中の原子1個あたりのエネルギーは、15eV以下、より好ましくは12eV以下である。第1実施形態では、このような運動エネルギーを備えた3000個以上、10000個以下の酸素原子を含むガスクラスタイオン30を金属酸化膜20Aの表面に1×1014個/cm2以上、5×1015個/cm2以下の範囲で照射する。金属酸化膜20Aの表面に、このような照射を行うと、正規組成よりも酸素が欠損した金属酸化膜20Aよりもさらに酸化が促進された正規組成または正規組成よりも酸素が僅かに過剰な金属酸化膜20Bが得られる。その結果、ガスクラスタイオン30を照射した後の金属酸化膜20Bの密度は、ガスクラスタイオン30を照射する前の金属酸化膜20Aの密度よりも高くなる。ところで、酸化アルミニウムAl2O3、酸化ランタンLa2O3、酸化ランタンアルミニウムLaAlO、酸化ハフニウムHfO2、酸化セリウムCeO2、酸化マグネシウムMgO等の金属酸化膜は、スパッタリング法よっても形成できる。例えば、反応性スパッタリング法では、金属ターゲットまたは合金ターゲットを用い、酸素とアルゴンとの混合ガスをDC放電させて、下地上にスパッタリング膜金属酸化膜を形成する。また、RFスパッタリング法では、金属酸化物ターゲットを用い、アルゴン、あるいは酸素含有アルゴンガスをRF放電させて、下地上にスパッタリング膜金属酸化膜を形成する。しかし、スパッタリング法では、下地上に被着するスパッタ原子の移動度が実施形態ほど大きくないために、充分な密度を備えた金属酸化膜が得られない。例えば、酸化アルミニウムAl2O3、酸化ランタンLa2O3、酸化ランタンアルミニウムLaAlO、酸化ハフニウムHfO2、酸化セリウムCeO2、酸化マグネシウムMgO等のバルク結晶の密度を規格値で1とした場合、スパッタリングで形成した金属酸化膜の密度は、規格値で0.90~0.95が上限になる。このように金属酸化膜の密度の上限が規格値で0.90~0.95程度になる要因の1つに、金属酸化膜中の酸素欠損がある。また、スパッタリング法で形成した金属酸化膜は、1×1011cm-2以上の固定電荷密度を有する場合がある。このため、このような金属酸化膜をゲート酸化膜に用いると、閾値電圧が不安定性になったり、信頼性が劣化したりする。一方、ALDAtomicLayerDeposition、またはCVDChemicalVaporDepositionによっても金属酸化膜を形成できる。しかし、この方法では、プリカーサ分子がハロゲン成分F、Cl、I等、または有機成分CHxを含む場合がある。このため、これらの成分が金属酸化膜中に取り込まれる可能性がある。従って、ハロゲン成分、または有機成分を熱処理によって如何に除去できるか否かによって、膜質が決定されてしまう。例えば、ハロゲン成分、または有機成分を含んだ金属酸化膜から、通常のランプ加熱、電気炉加熱で上記成分を除去することは難しい。また、スパッタリング法で形成した場合と同様に、ALD、またはCVDでは、高い固定電荷密度を有する。このため、閾値電圧の不安定性、信頼性の劣化などを招来する。また、UV光を照射しながらオゾン雰囲気中で、酸化促進を図る方法も考えられるが、充分な膜密度が得られていない。これに対し、実施形態で作製した金属酸化膜20Bの密度は、規格値で0.95~1であることが確認されている。これは、以下の理由による。例えば、酸素原子を含むガスクラスタイオン30を金属酸化膜20Aに照射すると、ガスクラスタイオン30が照射される金属酸化膜20Aの表面ガスクラスタイオン30の径程度の金属酸化膜20Aの局所表面の温度は、局所的にピコ秒10-12秒で、10000°C程度にまで上昇する。さらに、局所表面は、ガスクラスタイオン30の運動エネルギーを受ける。従って、実施形態に係る膜形成においては、金属酸化膜20Aの酸化反応や金属酸化膜20A中の原子のマイグレーション金属酸化膜中の成分が下地10上で移動する現象が促進される。その結果、実施形態においては、スパッタリング法、ALD、およびCVDに比べ、緻密高密度で固定電荷密度の低い金属酸化膜20Bが得られる。アルミニウムAl、ランタンLa、ハフニウムHf、セリウムCe等の金属膜が金属酸化膜に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量は、ケイ素Siが酸化ケイ素SiO2に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量よりも大きい。このように酸化ケイ素SiO2よりも熱的に安定な金属酸化膜20Aの改質を行うときに実施形態の膜形成方法は有効である。次に、実施形態のごとく、金属酸化膜の改質を行った場合に有効とされる素子について説明する。図3は、素子の具体例を説明するための断面模式図である。先ず、図3aに、磁気抵抗メモリMRAMのMTJMagneticTunnelJunction素子部の概要を示す。MTJ素子部200は、下層から、下部電極201、合金層202、記録層203、金属酸化膜20B、参照層204、および上部電極205の順で積層された積層構造を有する。記録層203および参照層204の成分は、例えば、CoFeBである。金属酸化膜20Bの成分は、例えば、酸化マグネシウムMgOである。ここで、下部電極201と上部電極205との間が低抵抗にあるときの状態を信号1とする。下部電極201と上部電極205との間が高抵抗にあるときの状態を信号0とする。信号1を読み込むときは、トンネル電流を流すために、金属酸化膜20Bは極力薄いほうが望ましい。一方、信号0を読み込むときは、金属酸化膜20Bは成るべく高抵抗であることが望ましい。実施形態によって形成されたMgO膜は、MgO結晶に近い密度を有し、高い絶縁性を有する。このため、MgO膜を薄くしても、MgO膜は、高い抵抗値を示す。仮に、MgO膜の密度が粗密であると、MgO膜を1nmナノメートル~2nmに薄くした場合、MgO膜の絶縁性が充分に保たれなくなる。この場合、MTJ素子部200においては、信号1の状態の抵抗と信号0の状態の抵抗との差が縮まり、1と0とを識別できなくなる可能性がある。この極薄のMgO膜の絶縁性を高める方法として、酸素を含むクラスタを照射することによるMgO膜の高密度化改質は有効である。図3bに、抵抗変化型メモリReRAMの記憶部の概要を示す。抵抗変化型メモリの記憶部210は、下層から、下部電極211、金属膜212、記録層である金属酸化膜20B、金属膜213、および上部電極214の順で積層された積層構造を有する。ここで、金属酸化膜20Bの成分は、例えば、酸化ハフニウムHfO2である。抵抗変化型メモリの記憶部210においては、下部電極211と上部電極214とに与える電位の組み合わせによって、抵抗変化膜である金属酸化膜20Bの主面間に印加される電圧が変化する。そして、金属酸化膜20Bの抵抗値によって、1か0かの情報を記録記憶したり消去したりすることができる。実施形態によって形成されたHfO2膜は、HfO2結晶に近い密度を有し、高い絶縁性を有する。仮に、HfO2膜の密度が粗密であると、HfO2膜を薄くした場合、HfO2膜の絶縁性が充分に保たれなくなる。この場合、記憶部210においては、信号1の状態の抵抗と信号0の状態の抵抗との差が縮まり、1と0とを識別できなくなる可能性がある。この極薄のHfO2膜の絶縁性を高める方法として、酸素を含むクラスターを照射することによるHfO2膜の高密度化改質は有効である。図3cに、フラッシュメモリのゲート電極部を示す。フラッシュメモリ220は、ベース領域221と、ベース領域221表面に選択的に設けられたソース領域222およびドレイン領域223と、ベース領域221、ソース領域222と、を有する。さらに、フラッシュメモリ220は、およびドレイン領域223の上に設けられたゲート絶縁膜224と、ゲート絶縁膜224の上に設けられたフローティングゲート225と、フローティングゲート225の上に設けられた誘電体層である金属酸化膜20Bと、金属酸化膜20Bの上に設けられたコントロールゲート226と、を有する。金属酸化膜20Bの材質は、例えば、酸化ハフニウムHfO2、酸化アルミニウムAl2O3等である。まず,コントロールゲート226に閾値電圧以上の電圧を印加し、ソース領域222からドレイン領域223に電流を流す。ドレイン領域223で高いエネルギーを得た電子はホットエレクトロンあるいはトンネル電流となり、その一部は、ゲート絶縁膜224を通過してフローティングゲート225へ飛び込む。フローティングゲート225が帯電している場合は、コントロールゲート226が0Vでは、ソースドレイン間に電流が流れないエンハンスメント型になる。フローティングゲート225が帯電していない場合は,コントロールゲート226が0Vでもソースドレイン間に電流が流れるデプレッション型になる。フローティングゲート225に電子を帯電させるときは、金属酸化膜20Bは極力薄いほうが望ましい。一方、フローティングゲート225の帯電を保持するには、金属酸化膜20Bは成るべく高抵抗であることが望ましい。実施形態によって形成されたHfO2膜または、Al2O3膜、LaAlO膜は、HfO2結晶または、Al2O3結晶、LaAlO膜に近い密度を有し、高い絶縁性を有する。仮に、HfO2膜または、Al2O3膜、LaAlO膜の密度が粗密であると、HfO2膜または、Al2O3膜を薄くした場合、HfO2膜または、Al2O3膜、LaAlO膜の絶縁性が充分に保たれなくなる。この場合、フローティングゲート225の帯電が不充分になり、フラッシュメモリの1、0信号を識別できなくなる可能性がある。この極薄のHfO2膜または、Al2O3膜、LaAlO膜の絶縁性を高める方法として、酸素を含むクラスターを照射することによるHfO2膜または、Al2O3膜、LaAlO膜の高密度化改質は有効である。このように、実施形態の膜形成方法で形成した金属酸化膜20Bを、磁気抵抗メモリのMTJ素子部200、抵抗変化型メモリの記憶部210、または、フラッシュメモリのゲート電極部に組み込むことは有効である。第2実施形態図4は、第2実施形態に係る膜形成方法を説明するための膜断面模式図である。第2実施形態に係る膜形成方法においては、図4aに示すように、下地10の上に、金属元素を含むガスクラスタイオン30を照射する。そして、図4bに示すように、下地10の上に、金属元素を含む金属膜40を形成する。第2実施形態では、金属膜40をガスクラスタイオン30を用いて成膜するので、下地10上に、緻密で純度が高い金属膜40が形成される。また、ガスクラスタイオン30を下地10の表面に照射しながら金属膜40を形成するので、金属膜40と下地10との密着性に優れた金属膜40が下地10上に形成される。この場合、下地10の材質は特に問わずに、金属膜40と下地10との密着性に優れた金属膜40が下地10上に形成される。例えば、下地10の材質が半導体、絶縁体SiO2、Si3N4等であっても、金属膜40と下地10との密着性に優れた金属膜40が下地10上に形成される。金属膜40は、例えば、半導体素子、磁性体素子等の電極として用いられる。例えば、ガスクラスタイオン30として、気化させた塩化マグネシウムMgCl2ガスを用いる。塩化マグネシウムガスは、水素H2ガスで希釈してもよい。塩化マグネシウムMgCl2、水素H2は、膜形成装置100のガス供給機構107に充填されている。また、第2実施形態では、必要に応じて、ガス加圧機構102に、酸素O2、アルゴンAr、水素H2等を充填させてもよい。第2実施形態に係る膜形成方法では、塩化マグネシウムガスを含むガスクラスタイオン30を膜形成装置100内で発生させて、下地10上に照射する。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は、例えば、2000個以上、5000個以下である。ガスクラスタイオン30が下地10上に照射されると、ガスクラスタイオン30が照射される下地10の表面ガスクラスタイオン30の径程度の下地10の局所表面の温度は、局所的にピコ秒10-12秒で、10000°C程度にまで上昇する。さらに、局所表面は、ガスクラスタイオン30の運動エネルギーを受ける。これにより、MgCl2は分解され、ガスクラスタイオン30中のマグネシウムMgが選択的に下地10上に堆積する。マグネシウムMg以外の成分Cl、H等は、局所表面において蒸発して、排気口105を介して効率よく排気される。下地10上に形成されるマグネシウム膜の膜厚は、1nm~10nm程度である。このようなマグネシウム膜をSi基板上に成膜すると、Si基板と、Mg膜と、が反応して、マグネシウム膜と、Si基板と、の界面において、Mg2Si膜が形成される。マグネシウム膜と、p形Siおよびn形Siと、のショットキー障壁高さSchottkybarrierheightは、各々0.7eV、0.45である。第2実施形態では、ガスクラスタイオン30を下地10に照射して、下地10上に金属膜40を形成するので、下地10上の金属原子のマイグレーション金属膜中の成分が下地上で移動する現象が促進する。その結果、下地10上に形成される金属膜40は、スパッタリング法、ALD、およびCVDで形成した金属膜に比べ、緻密な膜になる。図5は、第2実施形態に係る膜形成方法の変形例を説明するための膜断面模式図である。図5aに示すように、下地10の表面から内部にかけてビアホール10hが設けられている。ビアホール10hが設けられた下地10の上に、金属元素を含むガスクラスタイオン30を照射する。下地10は、絶縁層10iと、金属層10mと、を含む。そして、図5bに示すように、ビアホール10h内の底面、およびビアホール10h外の下地10の表面上に、金属元素を含む金属膜40を形成する。ビアホール10h内に形成された金属膜40は、例えば、半導体素子や磁性体素子のコンタクトプラグ電極として用いられる。金属膜40は、金属層と称してもよい。この変形例においては、ガスクラスタイオン30としては、例えば、六フッ化タングステンWF6と、シランSiH4との混合ガスを用いる。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は、例えば、2000個以上、5000個以下である。ガスクラスタイオン30は、膜形成装置100内において、加速機構103によって、ノズル部102nから基板支持台104の方向に加速される。従って、ビアホール10hの深さ方向に進むガスクラスタイオン30が優先になる。これにより、ガスクラスタイオン30の一部は、ビアホール10hの内側面に到達するとともに、ガスクラスタイオン30の大部分は、ビアホール10hの底面にまで到達し易くなる。ガスクラスタイオン30がビアホール10hの底面に照射されると、ガスクラスタイオン30が照射されるビアホール10hの底面ガスクラスタイオン30の径程度の局所底面の温度は、局所的にピコ秒10-12秒で、10000°C程度にまで上昇する。さらに、局所底面は、ガスクラスタイオン30の運動エネルギーを受ける。これにより、WF6は分解され、ガスクラスタイオン30中のタングステンWがビアホール10hの底面から優先的に堆積する。実施形態では、ガスクラスタイオン30をビアホール10hの底面および内側面を照射しながらタングステン膜W膜を形成するので、緻密なタングステン膜W膜がビアホール10h内に形成される。さらに、タングステン膜W膜と下地10との密着性が良好になる。また、ビアホール10hの底面は、ピコ秒10-12秒で、10000°C程度にまで上昇するので、タングステンW以外の成分Si、H、F等は、直ちにビアホール10h外に蒸発し易くなる。これにより、タングステンW以外の成分Si、H、F等は、排気口105を介して効率よく排気される。従って、緻密なタングステン膜が形成されるとともに、タングステン膜の純度は高くなる。通常の選択性タングステンCVD法では、ビアホール10h内におけるタングステン膜W膜と、下地10との密着性が不充分なために、タングステン膜W膜と下地10との間に、タングステンシリサイド膜WSix膜、チタン系膜Ti膜、TiN膜等のバリア膜を介在させる必要がある。しかし、このようなバリア膜は、比抵抗が比較的高いために、コンタクトプラグ電極全体としては、抵抗が増加する場合がある。また、通常の選択性タングステンCVD法では、ビアホール10hの底面が実施形態ほど上昇しないために、タングステンW以外の成分Si、H、F等がビアホール10h外に蒸発し難くなる。その結果、タングステン膜中にSi、H、F等が混在する場合がある。実施形態では、上述したバリア膜を設ける必要はなく、ビアホール10hの底面および側面に直接的に、タングステン膜W膜が接している。ビアホール10h以外の下地10の表面に形成された余分な金属膜40は、例えば、CMPChemicalMechanicalPolishing等で除去してもよい。また、ビアホール10hに代えて、下地10の表面から内部にかけて設けられたトレンチ内に金属膜40を形成してもよい。図6は、第2実施形態に係る膜形成方法のさらに別の変形例を説明するための膜断面模式図である。図6aに示すように、下地10の上に、予め金属膜40を形成する。金属膜40は、図4に示す方法によって形成される。次に、下地10の上に設けられた金属膜40の表面に、酸素Oを含むガスクラスタイオン30を照射して、金属膜40の少なくとも一部を、金属膜40中の金属元素を含む金属酸化膜21に変える。金属酸化膜21の膜厚は、例えば、0.5nm~10nmである。この状態を、図6bに示す。例えば、下地10の上に、金属膜40としてマグネシウム膜Mg膜を形成した後、酸素Oを含むガスクラスタイオン30をマグネシウム膜Mg膜に照射して、マグネシウム膜Mg膜を酸化マグネシウム膜MgO膜に変える。あるいは、マグネシウム膜Mg膜のほかに、ハフニウム膜Hf膜、アルミニウム膜Al膜、ランタン膜La膜、セリウム膜Ce膜、その他の希土類金属膜のいずれかに、ガスクラスタイオン30を照射して、下地10上に、酸化ハフニウム膜HfO2膜、酸化アルミニウム膜Al2O3膜、酸化ランタン膜La2O3膜、酸化セリウム膜CeO2膜、その他の希土類金属の酸化膜を形成してもよい。ハフニウム膜Hf膜、アルミニウム膜Al膜、ランタン膜La膜、セリウム膜Ce膜、その他の希土類金属膜のいずれかは、ガスクラスタイオン30を用いて、下地10上に形成される。アルミニウムAl、ランタンLa、ハフニウムHf、セリウムCe、その他の希土類金属等の金属膜40が金属酸化膜21に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量は、ケイ素Siが酸化ケイ素SiO2に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量よりも大きい。このような金属膜であっても、下地10がシリコンSiの場合は、シリコンSiによって還元されることなく、緻密な金属酸化膜21が形成される。また、マグネシウム膜Mg膜をCoFeB膜上に成膜した後に、酸素クラスタをマグネシウム膜に照射すると、高密度の酸化マグネシウム膜MgO膜が形成される。形成されたMgO膜は、良好な結晶配向性を有する。また、そのMgO膜上に形成されるCoFeB膜およびMgO膜の下層のCoFeB膜は、それぞれ隣接する金属層、合金層、または、その近傍にボロンBと結合しやすいタンタルTa、ニオブNb、バンジウムV、チタンTi、ジルコニウムZr、ハフニウムHfまたは希土類金属を含む層が存在した状態で、350°C以下の加熱により、良好な配向性を有する磁性膜になる。金属酸化膜21をガスクラスタイオン30を用いて形成することの利点は、第1実施形態の金属酸化膜20Bの説明で述べた通りである。すなわち、金属酸化膜21を磁気抵抗メモリのMTJ素子部200、抵抗変化型メモリの記憶部210、または、フラッシュメモリのゲート電極部に組み込むことは有効である。あるいは、下地10の上に設けられた金属膜40の表面に、窒素Nを含むガスクラスタイオン30を照射して、図6cに示すように、金属膜40の少なくとも一部を、金属膜40中の金属元素を含む金属窒化膜25に変えてもよい。これにより、下地10の上に、緻密な金属窒化膜25が形成される。さらに、下地10の上に設けられた金属膜40の表面に、酸素Oおよび窒素Nを含むガスクラスタイオン30を照射して、図6dに示すように、金属膜40の少なくとも一部を、金属膜40中の金属元素を含む金属酸化窒化膜26に変えてもよい。これにより、下地10の上に、緻密な金属酸化窒化膜26が形成される。第3実施形態図7は、第3実施形態に係る膜形成方法を説明するための膜断面模式図である。第3実施形態に係る膜形成方法においては、図7aに示すように、下地10の上に設けられた被加工層230に、二酸化炭素CO2およびハロゲン元素の少なくともいずれかを含むガスクラスタイオン30を選択的に照射する。そして、図7bに示すように、ガスクラスタイオン30が選択的に照射された被加工層230の部分を選択的に除去する。被加工層230としては、一例として、MTJ素子部が示されている。被加工層230は、金属膜および金属酸化膜の少なくともいずれかを有する。このほか、被加工層230は、図3bに示す抵抗変化型メモリの記憶部であってもよい。あるいは、被加工層230は、図3cに示すフラッシュメモリのゲート電極部でもよい。この場合、被加工層230は、絶縁膜ゲート絶縁膜224および導電層フローティングゲート225、コントロールゲート226を含む。例えば、図7aに示す被加工層230は、下地10から順に、下部電極201、合金層202、記録層203、金属酸化膜20B、参照層204の順で積層された積層構造を有する。被加工層230の上には、ハードマスク231が選択的に設けられている。ハードマスク231は、例えば、酸化シリコン膜SiO2膜とタンタル膜Ta膜との積層体、またはルテニウム膜Ru膜、またはルテニウム膜Ru膜と酸化シリコン膜SiO2膜との積層体である。ルテニウムRuの代わりに、白金Pt、パラジウムPd、ロジウムRh、イリジウムIrなど電気陰性度が鉄Fe、コバルトCo、ニッケルNiよりも高い金属を用いても、同様の効果が得られる。ガスクラスタイオン30を被加工層230に照射する前のハードマスク231の厚みは、d1であり、被加工層230の厚みは、d2である。実施形態では、d1がd2よりも厚くなるようにハードマスク231の厚みを調整する。続いて、二酸化炭素CO2またはハロゲン元素例えば、塩素Cl2の少なくともいずれかを含むガスクラスタイオン30を選択的に被加工層230に照射する。ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は、数100個以上、20000個以下である。より好ましくは、ガスクラスタイオン30に含まれる原子数は、数1000個以上、10000個以下である。ガスクラスタイオン30は、膜形成装置100内において、加速機構103によって、ノズル部102nから基板支持台104の方向に加速される。これにより、下地10の表面10sに対して垂直な方向に進むガスクラスタイオン30が優先になり、ガスクラスタイオン30は、被加工層230の主面に略垂直に入射する。ガスクラスタイオン30が被加工層230の表面に照射されると、ガスクラスタイオン30が照射される被加工層230の表面ガスクラスタイオン30の径程度の被加工層230の局所表面の温度は、局所的に1~10ピコ秒10-12秒で、10000°C程度にまで上昇する。さらに、局所表面は、ガスクラスタイオン30の運動エネルギーを受ける。これにより、被加工層230の表面では、化学的および物理的なエッチングが進行する。加工前の被加工層230の各層の厚みが数ナノメートル以下であり、厚みが30nm以下のとき、ガスクラスタイオン30を被加工層230に照射した後においては、被加工層230の側面230wと、下地10の表面10sと、のなす角θは、80°~90°になる。また、加工後においては、下地10の表面10sに対して平行な方向の幅W1は、加工後において15nm~40nmである。ハードマスク231は、予め、被加工層230の厚みよりも厚く構成されているので、エッチング後において、その一部が残存する。第3実施形態に係る膜形成方法によれば、被加工層230の側面230wには、ダメージが少なく、被加工層230の側面230wに、不要な側壁堆積膜が形成され難くなる。例えば、被加工層230の側面230wに、不要な側壁堆積膜が形成された場合には、以下の不具合が生じる。不要な側壁堆積膜は、通常のRIEReactiveIonEtching、イオントリミング等で形成される可能性がある。図8は、加工後の被加工層の側面に側壁堆積膜が形成された例を説明する図である。例えば、図8aは、磁気抵抗メモリのMTJ素子部200の側面200wに、不要な側壁堆積膜300が形成された状態が示されている。側壁堆積膜300は、例えば、記録層203、合金層202、および下部電極201に接している。この場合、不要な側壁堆積膜300が磁性や導電性を有すると、MTJ素子部200は、磁気抵抗メモリの記憶部として機能しない場合がある。下地10は、例えば、半導体層に設けられたコンタクト層等が該当する。図8bは、抵抗変化型メモリの記憶部210の側面210wに、不要な側壁堆積膜301が形成された状態が示されている。側壁堆積膜301は、例えば、金属膜213、金属酸化膜20B、金属膜212、および下部電極211に接している。この場合、不要な側壁堆積膜301が導電性を有すると、記憶部210は、抵抗変化型メモリの記憶部として機能しない場合がある。下地10は、例えば、半導体層に設けられたコンタクト層等が該当する。図8cは、フラッシュメモリ220のゲート電極部の側面220wに、不要な側壁堆積膜302が形成された状態が示されている。この場合、ソース領域222、およびドレイン領域223をイオン注入で形成する際に、側壁堆積膜302が遮蔽層となって、コントロールゲート226直下に、ソース領域222、ドレイン領域223が形成されない場合がある。従って、コントロールゲート226直下のベース領域221に形成されるチャネル層がソース領域222とドレイン領域223に接続されず、フラッシュメモリ220の動作不良が起きる可能性がある。これに対し、第3実施形態に係る膜形成方法では、ガスクラスタイオン30を用いて、被加工層230を加工するので、側壁堆積膜300、301、302は形成され難い。また、第3実施形態に係る膜形成方法では、被加工層230の表面のダメージを抑制するために、被加工層230に照射するガスクラスタイオン30の加速エネルギーを2段階に分けてもよい。例えば、最初の加工段階では、20keV以上でガスクラスタイオン30を加速させる。次いで、加工の最終段階で、10keV以下でガスクラスタイオン30を加速させる。あるいは、最初から、10keV以下でガスクラスタイオン30を加速させてもよい。このように、ガスクラスタイオン30の加速エネルギーを弱めることによって、最終的に加工される被加工層230の表面がより平滑になる。第4実施形態図9は、第4実施形態に係る膜形成方法を説明するための膜断面模式図である。第4実施形態に係る膜形成方法においては、図9aに示すように、磁気抵抗メモリのMTJ素子部200の側面に不要な側壁堆積膜300が形成された場合、側壁堆積膜300に、酸素Oおよび窒素Nの少なくともいずれかを含むガスクラスタイオン30を照射して、側壁堆積膜300の少なくとも一部を改質層350に変える。改質層350は、金属酸化膜、金属窒化膜、または金属酸化窒化膜のいずれかである。換言すれば、改質層350は、磁性、導電性をもたない層である。図9aでは、側壁堆積膜300の表面に改質層350が形成された状態が示されている。改質層350は、MTJ素子部200の記録層203、および合金層202に接している。このように、本来不要である側壁堆積膜300の少なくとも一部を磁性、導電性をもたない改質層350にすることにより、MTJ素子部200は、側壁堆積膜300の磁気的性質、電気的性質の影響を受け難くなる。これにより、所望の機能を備えたMTJ素子部200が形成される。また、図9bに示すように、抵抗変化型メモリの記憶部210の側面に不要な側壁堆積膜301が形成された場合、側壁堆積膜301に、酸素Oおよび窒素Nの少なくともいずれかを含むガスクラスタイオン30を照射して、側壁堆積膜301の少なくとも一部を改質層351に変える。改質層351は、金属酸化膜、金属窒化膜、または金属酸化窒化膜のいずれかである。換言すれば、改質層351は、導電性をもたない層である。図9bでは、側壁堆積膜301の表面に改質層351が形成された状態が示されている。改質層351は、抵抗変化型メモリの記憶部210の金属膜213、記録層である金属酸化膜20B、金属膜212、および下部電極211に接している。このように、本来不要である側壁堆積膜301の少なくとも一部を導電性をもたない改質層351にすることにより、記憶部210は、側壁堆積膜301の電気的性質の影響を受け難くなる。これにより、所望の機能を備えた記憶部210が形成される。改質層350、351を形成するときのガスクラスタイオン30には、数100個以上、20000個以下の酸素Oおよび窒素Nの少なくともいずれかの原子が含まれる。また、ガスクラスタイオン30中の原子1個当りのエネルギーは、1eV以上、30eV以下である。改質層350、351の膜厚は、例えば、10nm以下である。第5実施形態図10は、第5実施形態に係る素子断面図である。図10には、MTJ素子部200を含む不揮発性記憶装置400の要部が示されている。MTJ素子部200は、書き替え可能な不揮発性メモリセルである。MTJ素子部200の下部電極201には、配線層コンタクトビアとしての金属膜40が電気的に接続されている。金属膜40は、例えば、第2実施形態で例示したタングステン膜W膜である。金属膜40は、層間絶縁膜である絶縁層410に設けられたビアホール10h内に設けられている。金属膜40と、絶縁層410と、の間には、バリア層が設けられていない。すなわち、金属膜40と、絶縁層410と、の密着性が良好になるために、バリア層を設ける必要がない。金属膜40ビアホール10h内において絶縁層410に直接している。絶縁層410は、半導体層半導体基板であるベース領域421の上に設けられている。ベース領域421の表面には、ソース領域422およびドレイン領域423が選択的に設けられている。ソース領域422とドレイン領域423とによって挟まれたベース領域421の上には、ゲート絶縁膜424を介して、ゲート電極425が設けられている。ドレイン領域423は、ベース領域421の表面に設けられたコンタクト層430を介して、金属膜40に接続されている。すなわち、MTJ素子部200は、金属膜40を介して、MOS構造のスイッチング素子426に接続されている。絶縁層410の上には、層間絶縁膜である絶縁層440が設けられている。MTJ素子部200の側面200wには、不要な側壁堆積膜300が形成されている。しかし、側壁堆積膜300の表面が改質層350に変えられている。なお、MTJ素子部200を第3実施形態のごとく形成すれば、側壁堆積膜300は形成されない。すなわち、図10から、側壁堆積膜300および改質層350を取り除いた形態も実施形態に含まれる。実施形態では、以上説明した金属酸化膜のほかに、半導体酸化膜、半導体窒化膜、半導体酸化窒化膜に、酸素、窒素等を含むガスクラスタイオン30を照射させて、これらの密度をより高密度にすることも可能である。例えば、シリコン酸化膜SiO2膜、、シリコン窒化酸化膜SiON膜に、酸素等を含むガスクラスタイオン30を照射させて、これらの密度をより高密度にすることも可能である。あるいは、シリコン窒化膜Si3N4膜に、窒素等を含むガスクラスタイオン30を照射させて、これらの密度をより高密度にすることも可能である。なお、金属酸化膜20に含まれる金属で構成される金属膜が金属酸化膜20に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量は、ケイ素Siが酸化ケイ素SiO2に変化するときのGibbs自由エネルギーの低下量よりも大きい。このように、実施形態に係る膜形成方法は、酸化ケイ素SiO2よりも熱的に安定な金属酸化物の高密度化、絶縁性の向上、微細加工に有効である。以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも実施形態の特徴を含む限り実施形態の範囲に包含される。その他、実施形態の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても実施形態の範囲に属するものと了解される。本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。"