專(zhuān)利名稱：：高電介質(zhì)薄膜的改性方法和半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶片等被處理體的表面上形成的高電介質(zhì)薄膜的改性方法和使用通過(guò)該改性得到的柵極絕緣膜的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
：一般地，當(dāng)制造半導(dǎo)體集成電路時(shí)，對(duì)半導(dǎo)體晶片等被處理體，一枚一枚地重復(fù)進(jìn)行成膜處理、蝕刻處理、熱處理、改性處理、結(jié)晶化處理等各種處理，形成期望的半導(dǎo)體集成電路。近年來(lái)，關(guān)于這樣的集成電路，由于進(jìn)一步要求該集成電路的動(dòng)作速度的高速化、高集成化和薄膜化，集成電路中的線寬、膜厚等更加微細(xì)化。這里以作為半導(dǎo)體集成電路的半導(dǎo)體裝置的晶體管為例，則由于上述微細(xì)化的要求，必須使設(shè)置在該晶體管上的柵極絕緣膜的厚度更薄，并且使該柵極絕緣膜的長(zhǎng)度更短。具體而言，需要將柵極絕緣膜的厚度設(shè)定為12nm或其以下，但是在這樣的非常薄的柵極絕緣膜中隧道電流增大，其結(jié)果是，柵極漏電流增大。因此，存在代替Si02膜，將作為介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SiOj莫的高介電性的薄膜的高電介質(zhì)薄膜用作柵極絕緣膜的主體的傾向(例如參照日本特開(kāi)2002-100627號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)平10-135233號(hào)公報(bào)等)。作為這樣的高電介質(zhì)薄膜，例如能夠列舉HfD2、HfSi02、Zr02、ZrSi04等高熔點(diǎn)金屬材料的氧化物。將這樣的高電介質(zhì)薄膜直接形成在硅基板或硅膜上，作為柵極絕緣膜使用的情況下，金屬原子從該高電介質(zhì)薄膜擴(kuò)散到硅基板或硅膜中，在溝道(channel)區(qū)域中發(fā)生載流子的散射。因此，為了防止金屬原子的擴(kuò)散，在該高電介質(zhì)薄膜的下層，形成非常薄的例如數(shù)A(lA=10—1()m)左右的Si02膜作為基底膜。相比于將該Si02膜用作柵極絕緣膜的情況下的膜厚例如l~2nm，作為該基底膜的Si02膜要薄很多。參照?qǐng)D15，對(duì)作為具有這樣的柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的晶體管的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。圖15是表示將高電介質(zhì)薄膜用作柵極絕緣膜的晶體管的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖。在圖15中，在由硅基板等構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片W的表面上形成有源極S和漏極D，在該源極S和漏極D之間的表面上，成為依次疊層有由Si02膜構(gòu)成的基底膜2、高電介質(zhì)薄膜4、氮化膜6和柵電極8的結(jié)構(gòu)。上述基底膜2例如通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體晶片W的硅表面進(jìn)行氧化處理而形成。上述高電介質(zhì)薄膜4將包括Hf等高熔點(diǎn)金屬的有機(jī)金屬化合物材料作為原料，通過(guò)熱CVD(ChemicalVaporDeposition:化學(xué)氣相沉積)處理而形成。上述氮化膜6通過(guò)對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜4的表面進(jìn)行氮化處理而形成，該氮化膜6具有防止柵電極8中的金屬材料向高電介質(zhì)薄膜4中擴(kuò)散的作用。作為上述柵電極8，例如能夠使用注入有雜質(zhì)的多晶硅膜，鎢、鉭等金屬膜，或其氮化膜等。但是，在形成如上所述的高電介質(zhì)薄膜4的情況下，因?yàn)槭褂糜袡C(jī)金屬化合物材料，所以無(wú)法避免在該膜中混入一定程度的量的碳(C)成分。于是，該混入的碳成分使介電常數(shù)降低，產(chǎn)生漏電流，進(jìn)而成為晶體管的閩值不穩(wěn)定的原因。因此，在形成高電介質(zhì)薄膜4之后，在8001000'C左右的高溫下進(jìn)行退火處理，以盡可能地除去上述混入的碳成分。但是，在這樣進(jìn)行高溫的退火處理的情況下，碳成分脫離的部分產(chǎn)生缺損，由該缺損導(dǎo)致膜密度降低、介電常數(shù)下降，因此存在膜質(zhì)劣化，不能得到目標(biāo)的電特性的問(wèn)題。作為修復(fù)這樣的高電介質(zhì)薄膜中的缺損的方法，在現(xiàn)有技術(shù)中已知將等離子體勵(lì)起的氧自由基暴露在高電介質(zhì)薄膜上的方法，或者在臭氧氣體氣氛中對(duì)高電介質(zhì)薄膜照射紫外線的方法(UV-03處理)(例如參照日本特開(kāi)平9-121035號(hào)公報(bào))。但是，在將等離子體勵(lì)起的氧自由基暴露在高電介質(zhì)薄膜上的方法中存在下述問(wèn)題生成難以控制的過(guò)剩的自由基，該自由基通過(guò)高電介質(zhì)薄膜，使得基底膜的Si02膜厚增加，從而使柵極絕緣膜的EOT(EquivalentOxideThickness:等效氧化層厚度)增加。其中，EOT是將疊層高電介質(zhì)薄膜和基底膜的Si02膜而形成的柵極絕緣膜的電容換算成單一的Si02膜厚所得到的值。此外，在上述UV-03處理的方法中也存在以下問(wèn)題因?yàn)槭褂米鳛閺?qiáng)效的氧化劑的臭氧，所以在修復(fù)高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損的同時(shí)還引起基底膜的SiOj莫厚的增加，使得柵極絕緣膜的EOT增加。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的。本發(fā)明的目的是提供一種高電介質(zhì)薄膜的改性方法和半導(dǎo)體裝置，相對(duì)高電介質(zhì)薄膜，通過(guò)在規(guī)定的溫度下、在非活性氣體氣氛中或氧氣氣氛中照射紫外線，實(shí)施改性處理，從高電介質(zhì)薄膜中除去碳成分，并使整體熱壓配合(焼含締力)，提高密度，由此能夠防止缺損的發(fā)生，并且能夠提高膜密度，從而能夠提高介電常數(shù)，得到較高的電特性。本發(fā)明的一個(gè)方式是，一種高電介質(zhì)薄膜的改性方法，是使用有機(jī)金屬化合物材料、在被處理體的表面上形成的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備在表面上形成有上述高電介質(zhì)薄膜的上述被處理體的準(zhǔn)備工序；和維持上述被處理體在規(guī)定的溫度，并在非活性氣體的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此進(jìn)行上述高電介質(zhì)薄膜的改性的改性工序。這樣，通過(guò)在低溫下、在非活性氣體氣氛中相對(duì)高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，進(jìn)行改性工序，從高電介質(zhì)薄膜中除去碳成分，并使被處理體整體熱壓配合，提高密度，由此能夠防止缺損的發(fā)生，并提高膜密度，從而提高介電常數(shù)，能夠得到較高的電特性。在該情況下，高電介質(zhì)薄膜的改性方法可以還包括再氧化工序，其是在即將進(jìn)行上述改性工序之前進(jìn)行的工序，維持上述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此修復(fù)上述高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損。在該情況下，因?yàn)槟軌蛐迯?fù)高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損，所以能夠相應(yīng)地提高膜質(zhì)?；蛘撸唠娊橘|(zhì)薄膜的改性方法可以還包括再氧化工序，其是緊接著上述改性工序進(jìn)行的工序，維持上述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此修復(fù)上述高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損。在該情況下，因?yàn)槟軌蛐迯?fù)高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損，所以能夠相應(yīng)池提高膜質(zhì)。本發(fā)明的另一方式是，一種高電介質(zhì)薄膜的改性方法，是使用有機(jī)金屬化合物材料、在被處理體的表面上形成的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備在表面上形成有上述高電介質(zhì)薄膜的上述被處理體的準(zhǔn)備工序；和維持上述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此進(jìn)行上述高電介質(zhì)薄膜的改性的改性工序。這樣，通過(guò)在規(guī)定的溫度下、在氧氣氣氛中相對(duì)高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，進(jìn)行改性工序，從高電介質(zhì)薄膜中除去碳成分，并且使整體熱壓配合，提高密度，由此能夠防止缺損的發(fā)生，并提高膜密度，從而提高介電常數(shù)，能夠得到較高的電特性。此處，在上述氧氣的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線的工序的處理壓力優(yōu)選在2.665Pa的范圍內(nèi)。此外，上述紫外線優(yōu)選是波長(zhǎng)以172mm為主體的紫外線。此外，優(yōu)選在上述高電介質(zhì)薄膜的下層，形成有由通過(guò)氧化處理形成的Si02膜構(gòu)成的基底膜。此處，上述基底膜優(yōu)選通過(guò)在被處理體的表面上形成上述高電介質(zhì)薄膜的高電介質(zhì)薄膜形成工序之前進(jìn)行的基底膜形成工序中形成。或者，上述基底膜在進(jìn)行上述改性工序時(shí)同時(shí)形成。此外，上述改性工序中的規(guī)定的溫度優(yōu)選為不切斷上述高電介質(zhì)薄膜的氧鍵(oxygenbond)的溫度。上述改性工序中的規(guī)定的溫度尤其優(yōu)選為50(TC以下。此外，上述高電介質(zhì)薄膜優(yōu)選由高熔點(diǎn)金屬的氧化物或該氧化物的硅酸鹽構(gòu)成。此外，上述高熔點(diǎn)金屬優(yōu)選為Hf、Ta、Ti、W、Zr中的任一種。此外，優(yōu)選在上述改性工序之后，進(jìn)行用于氮化上述高電介質(zhì)薄膜的表面的氮化工序?；蛘撸瑑?yōu)選在上述改性工序之前，進(jìn)行用于氮化上述高電介質(zhì)薄膜的表面的氮化工序。此外，優(yōu)選上述高電介質(zhì)薄膜為晶體管的柵極絕緣膜。此外，優(yōu)選上述非活性氣體為N2、He、Ar、Ne、Kr、Xe中的任意的一種以上。本發(fā)明的又一的方式是，一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括通過(guò)上述的改性方法被改性的高電介質(zhì)薄膜作為柵極絕緣膜。根據(jù)本發(fā)明的高電介質(zhì)薄膜的改性方法和半導(dǎo)體裝置，能夠發(fā)揮如下所述的優(yōu)異的作用效果。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在規(guī)定的溫度下、在非活性氣體氣氛中或氧氣氣氛中相對(duì)高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，進(jìn)行改性工序，從高電介質(zhì)薄膜中除去碳成分，并使整體熱壓配合，提高密度，由此能夠防止缺損的發(fā)生，并提高膜密度，從而能夠提高介電常數(shù)，得到較高的電特性。圖1是表示用于實(shí)施本發(fā)明方法的處理系統(tǒng)的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示在處理系統(tǒng)中使用的紫外線處理裝置的一般的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的工序的流程圖。圖4A是表示紫外線的照射時(shí)間和膜厚的關(guān)系的圖表。圖4B是表示膜厚的深度方向上的碳濃度分布的圖表。圖5是表示本發(fā)明方法的第二實(shí)施例的工序的流程圖。圖6是表示本發(fā)明方法的第三實(shí)施例的工序的流程圖。圖7是表示本發(fā)明方法的第四實(shí)施例的工序的流程圖。圖8是表示本發(fā)明方法的第五實(shí)施例的工序的流程圖。圖9是表示本發(fā)明方法的第六實(shí)施例的工序的流程圖。圖IO是表示紫外線照射和氣氛氣體對(duì)高電介質(zhì)薄膜的碳濃度的影響的圖表。圖11是表示本發(fā)明方法的第七實(shí)施例的工序的流程圖。圖12是表示EOT和柵極漏電流的關(guān)系的圖表。圖13A是表示UV-02處理(波長(zhǎng)172nm)和EOT的關(guān)系的圖表。圖13B是表示UV-02處理(波長(zhǎng)172nm)和陷阱(trap)密度的關(guān)系的圖表。圖14是表示UV-02處理、UV-Ar處理等中平帶電壓(Vfb)和陷阱密度的關(guān)系的圖表。圖15是表示將高電介質(zhì)薄膜用作柵極絕緣膜的晶體管的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的高電介質(zhì)薄膜的改性方法和半導(dǎo)體裝置的一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是表示用于實(shí)施本發(fā)明方法的處理系統(tǒng)的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示在上述處理系統(tǒng)中使用的紫外線處理裝置的一般的結(jié)構(gòu)的圖。首先，參照?qǐng)D1，對(duì)包括實(shí)施本發(fā)明方法的紫外線處理裝置(改性裝置)的處理系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，對(duì)作為被處理體的例如由硅基板構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行處理的處理系統(tǒng)12被群集化，主要包括例如為八邊形狀的共用搬送室14;設(shè)置在該共用搬送室14的周邊部的六個(gè)處理裝置16A、16B、16C、16D、16E、16F;和兩個(gè)負(fù)載鎖定室18A、18B。在上述共用搬送室14與各處理裝置16A16F以及各負(fù)載鎖定室18A、18B之間，分別設(shè)置有能夠開(kāi)關(guān)的閘閥G，并且在各負(fù)載鎖定室18A、18B的搬入搬出側(cè)也設(shè)置有相同的閘閥G。上述兩個(gè)負(fù)載鎖定室18A、18B能夠被抽真空和恢復(fù)大氣壓。在恢復(fù)大氣壓時(shí)將作為非活性氣體的例如N2氣充滿該負(fù)載鎖定室18A、18B內(nèi)。通過(guò)該負(fù)載鎖定室18A、18B，在大氣壓側(cè)的外部與成為真空氣氛的上述共用搬送室14之間搬入和搬出晶片W。上述共用搬送室14內(nèi)，在工作時(shí)通常為真空氣氛。并且，在共用搬送室14內(nèi)，設(shè)置有能夠旋轉(zhuǎn)和屈伸動(dòng)作的雙拾取型的搬送機(jī)構(gòu)20，通過(guò)使該搬送機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作，能夠在上述各處理裝置16A16F以及各負(fù)載鎖定室18A、18B之間自由地搬入搬出晶片W。接著對(duì)各處理裝置進(jìn)行說(shuō)明。首先，第一個(gè)處理裝置16A是進(jìn)行前處理的前處理裝置。在該前處理裝置16A中，使用氮自由基、氫自由基和NF3氣體等，將晶片表面的自然氧化物(Si02)變換為N-O-Si-H類(lèi)的揮發(fā)性膜，并將其除去。第二個(gè)處理裝置16B是用于形成非常薄的基底膜2(參照?qǐng)D15)的基底成膜處理裝置。在該基底成膜處理裝置16B中，利用在低壓下使用紫外線(以下也稱為"UV")和氧氣而產(chǎn)生的氧自由基氧化晶片表面，由此形成由Si02膜構(gòu)成的上述基底膜2，這是紫外線處理裝置的一種。而且，如后文所述，依據(jù)實(shí)施例的方式，也存在不使用該基底成膜處理裝置16B的情況。第三個(gè)處理裝置16C是用于形成高電介質(zhì)薄膜4(參照?qǐng)D15)的CVD處理裝置。在該CVD處理裝置16C中使用有機(jī)金屬化合物材料，通過(guò)熱CVD形成HfSi02等高電介質(zhì)薄膜4。如前所述，因?yàn)樵诔赡ぬ幚碇惺褂糜袡C(jī)金屬化合物材料，所以在該高電介質(zhì)薄膜4中包含碳。第四個(gè)處理裝置16D是用于進(jìn)行再氧化工序的再氧化處理裝置。在該再氧化處理裝置16D中，將使用紫外線和氧氣而產(chǎn)生的氧自由基暴露在晶片表面，由此進(jìn)行在晶片表面上形成的膜中的氧缺損的修復(fù)等，該再氧化處理裝置16D是紫外線處理裝置的一種。而且，如后文所述，依據(jù)實(shí)施例的方式，也存在不進(jìn)行該再氧化處理的情況，或者改變進(jìn)行的順序的情況。第五個(gè)處理裝置16E是進(jìn)行上述高電介質(zhì)薄膜4的改性工序的改性處理裝置。在該改性處理裝置16E中，例如在50(TC以下的低溫下，將上述高電介質(zhì)薄膜4暴露在紫外線和非活性氣體，或紫外線和02氣中，從而進(jìn)行改性，使碳成分從膜中脫離，并使膜熱壓配合，提高其密度。相對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜4的一系列的改性動(dòng)作是指由該改性處理裝置16E進(jìn)行的單獨(dú)的改性工序的情況，和合并進(jìn)行該改性工序和由先前的再氧化處理裝置進(jìn)行的再氧化工序這兩個(gè)工序的情況。該改性處理裝置16E是紫外線處理裝置的一種。而且，如后文所述，在該改性工序中，依據(jù)實(shí)施例的方式，存在使用紫外線和非活性氣體的情況，以及使用紫外線和氧氣的情況。第六個(gè)處理裝置16F是進(jìn)行用于形成氮化膜6(參照?qǐng)D15)的氮化處理的氮化處理裝置。在該氮化處理裝置16F中，在N2氣體、NH3氣體的存在下，使用等離子體對(duì)高電介質(zhì)薄膜4的表面進(jìn)行氮化處理，由此形成SiN等氮化膜6。而且，如后文所述，依據(jù)實(shí)施例的方式，也存在不進(jìn)行該氮化工序的情況，或改變進(jìn)行的順序的情況。此外，在上述各處理裝置16A16F依據(jù)后述的實(shí)施例的方式而不被使用的情況下，當(dāng)然可以不設(shè)置該不使用的裝置。接著，對(duì)在上述基底成膜處理裝置16B、再氧化處理裝置16D和改性處理裝置16E的各處理裝置中共同的紫外線處理裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。該紫外線處理裝置22(在16B、16D、16E的各裝置中共同的結(jié)構(gòu))，具有例如能夠真空排氣的鋁制的筒體狀的處理容器24。在該處理容器24內(nèi)設(shè)置有用于在其上面載置半導(dǎo)體晶片W的載置臺(tái)26，在該載置臺(tái)26內(nèi)埋設(shè)有用于加熱上述晶片W的電阻加熱器28。在該載置臺(tái)26的下面的中央部連接有延伸到下方、內(nèi)部形成為中空密閉狀的旋轉(zhuǎn)支柱30，該旋轉(zhuǎn)支柱30插入并貫通設(shè)置在容器底部24A上的貫通孔32。并且，在該貫通孔32中插入設(shè)置有磁性流體密封件34，其在允許上述旋轉(zhuǎn)支柱30的旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將上述處理容器24內(nèi)維持在氣密的密封狀態(tài)，并且支撐該旋轉(zhuǎn)支柱30。在該旋轉(zhuǎn)支柱30的下部設(shè)置有齒輪機(jī)構(gòu)36，由電動(dòng)機(jī)38驅(qū)動(dòng)該齒輪機(jī)構(gòu)36，由此能夠使上述旋轉(zhuǎn)支柱30和載置臺(tái)26—體地旋轉(zhuǎn)。此外，在該中空狀的旋轉(zhuǎn)支柱30內(nèi)，配設(shè)有與上述電阻加熱器28連接的供電線40,該供電線40的下端與設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支柱30的下端部的集電環(huán)(slipring)42連接，從外部進(jìn)行供電。在上述處理容器24的底部24A上設(shè)置有排氣口44，在該排氣口44上連接有在途中設(shè)置有壓力調(diào)整閥46、真空泵48等的排氣通路50，根據(jù)需要，能夠?qū)⑸鲜鎏幚砣萜?4內(nèi)維持為規(guī)定的壓力而進(jìn)行抽真空。此外，在該處理容器24的頂部24B上形成有細(xì)長(zhǎng)的照射孔52，并且在該照射孔52上，通過(guò)O形圈等密封部件56氣密地安裝有具有相對(duì)紫外線的透過(guò)性的透過(guò)窗54。并且，在該透過(guò)窗54的外側(cè)設(shè)置有紫外線燈58，通過(guò)上述透過(guò)窗54，能夠?qū)πD(zhuǎn)狀態(tài)的晶片W的表面照射紫外線。此外，在處理容器24的側(cè)壁上設(shè)置有能夠開(kāi)關(guān)的閘閥G，能夠通過(guò)開(kāi)放的閘閥G在其與共用搬送室14之間搬入搬出晶片W。此外，在上述閘閥G的安裝位置的相反側(cè)的容器側(cè)壁上，作為氣體導(dǎo)入單元例如設(shè)置有氣體噴嘴60，能夠?qū)⑺枰臍怏w控制流量地供向處理容器24內(nèi)。這里的供給的氣體，在基底成膜裝置16B和再氧化處理裝置16D中使用的情況下為氧氣。此外，在改性處理裝置16E中使用的情況下，在進(jìn)行紫外線一氧(UV—02)處理時(shí)供給氧氣，在進(jìn)行紫外線一非活性氣體(UV—非活性)處理時(shí)供給非活性氣體。此處，作為非活性氣體，能夠使用N2、He、Ar、Ne、Ke、Xe中任一種或一種以上的混合氣體，圖中的例子表示使用Ar氣的情況。在這樣的紫外線處理裝置22中進(jìn)行處理的情況下，在載置臺(tái)26上載置晶片W，由電阻加熱器28使該晶片W維持在規(guī)定的溫度，同時(shí)旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)26的整體。并且，向處理容器24內(nèi)供給與處理方式對(duì)應(yīng)的氣體，例如02氣或者Ar氣(非活性氣體)，將處理容器24內(nèi)維持在規(guī)定的壓力。與此同時(shí)，使紫外線燈58工作，通過(guò)透過(guò)窗54向旋轉(zhuǎn)中的晶片W的表面照射紫外線，進(jìn)行規(guī)定的處理。此處，作為紫外線，什么樣的波長(zhǎng)都是可以的，但作為代表性的波長(zhǎng)，能夠使用輻射以172nm、183nm、258nm等各波長(zhǎng)為主體的波長(zhǎng)的紫外線的紫外線燈，優(yōu)選使用輻射以172nm的波長(zhǎng)為主體的波長(zhǎng)的紫外線的受激準(zhǔn)分子燈。而且，由于上述基底成膜裝置16B、再氧化處理裝置16D和改性處理裝置16E如上述所示結(jié)構(gòu)分別相同，所以可以設(shè)置一個(gè)或者兩個(gè)紫外線處理裝置22，使得使用的氣體種類(lèi)相同或者進(jìn)行變更，從而分別進(jìn)行上述各處理。接著，對(duì)使用圖1所示的處理系統(tǒng)12和圖2所示的紫外線處理裝置22(16B、16D、16E)進(jìn)行的本發(fā)明方法進(jìn)行說(shuō)明。<第一實(shí)施例>首先，對(duì)本發(fā)明方法的第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的工序的流程圖。首先將未處理的半導(dǎo)體晶片W，通過(guò)兩個(gè)負(fù)載鎖定室18A、18B(參照?qǐng)Dl)中的任意一個(gè)負(fù)載鎖定室，取入共用搬送室14內(nèi)，并將其搬入前處理裝置16A，進(jìn)行前處理工序(步驟S1)。在該前處理工序中，如上所述，使用氮自由基、氫自由基和NF3氣體等，除去附著在晶片表面上的自然氧化膜。這樣，如果前處理裝置處理結(jié)束，則將該晶片w從上述前處理裝置16A移載至基底成膜處理裝置16B，進(jìn)行基底膜形成工序(步驟S2)。該基底成膜裝置16B形成為圖2所示的結(jié)構(gòu)，使處理容器24內(nèi)為02氣體氣氛，使載置臺(tái)26上載置的晶片W旋轉(zhuǎn)，同時(shí)從紫外線燈58向晶片表面照射紫外線，使晶片表面氧化，由此能夠在面內(nèi)均勻性高的狀態(tài)下形成由非常薄的SK)2膜構(gòu)成的基底膜2(參照?qǐng)D15)。這時(shí)的處理壓力較低，例如為2.6133Pa左右。此外，處理溫度例如為450~700'C左右。基底膜2的目標(biāo)厚度例如為4A左右，紫外線的照射時(shí)間非常短。這樣，如果基底膜形成工序結(jié)束，則將該晶片W從上述基底成膜裝置16B移載至CVD處理裝置16C，進(jìn)行高電介質(zhì)薄膜形成工序(步驟S3)。在該高電介質(zhì)薄膜形成工序中，使用有機(jī)金屬化合物材料，通過(guò)熱CVD在晶片表面上形成高電介質(zhì)薄膜4(參照?qǐng)D15)。作為該高電介質(zhì)薄膜4,如上所述，對(duì)高熔點(diǎn)金屬例如Hf(鉿)的氧化物(HfO)、該氧化物的硅酸鹽(HfSiO)等進(jìn)行成膜。該高電介質(zhì)薄膜4的膜厚例如為10-50A左右。這時(shí)的處理溫度例如在35060(TC的范圍內(nèi)。此外，處理壓力例如在35400Pa的范圍內(nèi)。此外，作為上述包含鉿的高熔點(diǎn)金屬材料，能夠使用選自四二甲胺基鉿HfIN(CH3)2]4、二甲基雙(環(huán)戊二烯基)鉿Hf(CH3)2(C5H5)2中的一種材料。這樣，如果高電介質(zhì)薄膜形成工序結(jié)束，則將該晶片W從上述CVD成膜裝置16C移載至改性處理裝置16E，進(jìn)行本發(fā)明的特征的改性工序(步驟S4)。而且，因?yàn)檫@里沒(méi)有使用再氧化處理裝置16D，所以跳過(guò)該裝置。該改性處理裝置16E形成為圖2所示的結(jié)構(gòu)，使處理容器24內(nèi)為作為非活性氣體的例如Ar氣體氣氛，使載置臺(tái)26上載置的晶片W旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)紫外線燈58對(duì)晶片表面照射紫外線，進(jìn)行在晶片表面上形成的高電介質(zhì)薄膜4(參照?qǐng)D15)的改性處理。這里的處理壓力例如在2.6133Pa的范圍內(nèi)。此外，處理溫度為不切斷上述高電介質(zhì)薄膜4中的氧鍵的低溫度，例如在500'C以下的溫度下進(jìn)行。并且，考慮到改性的效率，優(yōu)選將處理溫度設(shè)定為45(TC左右。此外，處理時(shí)間也依據(jù)高電介質(zhì)薄膜4的膜厚，例如為300~1800sec左右。通過(guò)該改性工序?qū)⒏唠娊橘|(zhì)薄膜4中殘存的有機(jī)物成分，特別是碳成分除去，膜進(jìn)行熱壓配合而變得堅(jiān)固。其結(jié)果是，高電介質(zhì)薄膜4的膜密度提高、致密化，因此能夠防止缺損的發(fā)生，能夠維持高介電常數(shù)狀態(tài)。因?yàn)檫@樣能夠改善高電介質(zhì)薄膜4的膜質(zhì)，所以能夠使其電特性良好。而且，在該第一實(shí)施例中，由改性工序單獨(dú)進(jìn)行改性操作。這樣，如果改性工序結(jié)束，則將該晶片W從上述改性處理裝置16E移載至氮化處理裝置16F，進(jìn)行氮化工序(步驟S5)。在該氮化工序中，在A氣、或NH;氣體氣氛中，產(chǎn)生等離子體，產(chǎn)生上述氣體種類(lèi)的自由基和氮自由基，使該自由基作用在上述高電介質(zhì)薄膜4的表面而進(jìn)行氮化，從而形成氮化膜6(參照?qǐng)D15)。這樣，如果氮化工序結(jié)束，則將該晶片W從氮化處理裝置16F中取出，進(jìn)而將晶片W通過(guò)負(fù)載鎖定室向外部搬出，在該處理系統(tǒng)12中的一系列的處理結(jié)束。之后，在該晶片W上，如圖15所示形成柵電極8，完成晶體管即半導(dǎo)體裝置。此處，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)改性工序中的紫外線照射的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，說(shuō)明其評(píng)價(jià)結(jié)果。圖4是表示紫外線照射對(duì)高電介質(zhì)薄膜的膜厚和碳濃度的影響的圖表。圖4A表示紫外線的照射時(shí)間和膜厚的關(guān)系，圖4B表示膜厚的深度方向上的碳濃度分布。首先，圖4A的圖表中的橫軸表示紫外線照射時(shí)間，縱軸表示膜厚的變化量。圖4A中的特性A表示沒(méi)有紫外線照射(UV)的情況，特性B表示有紫外線照射(特性A、B都是在Ar氣氛中)的情況。此外，將初期的高電介質(zhì)薄膜的厚度設(shè)定為40A，將其加熱到450。C并設(shè)置在Ar氣氛中。使用光學(xué)膜厚測(cè)定器(Hlipsometer:橢偏儀)測(cè)定膜厚的變化。從該圖表可知，特性A、B都是從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始到300sec左右，膜厚迅速減少。這是由于在膜的表面上堆積的有機(jī)物成分，主要是碳成分脫離。并且，在此之后，沒(méi)有UV照射的特性A中的膜厚一點(diǎn)一點(diǎn)地直線性變厚。其理由是，由于殘留在膜表面上的02成分、H20成分，膜表面被氧化，其結(jié)果是膜厚逐漸變厚。與此相對(duì)，有UV照射(波長(zhǎng)172nm)的特性B，在此之后，膜厚一度增加，但其后則一點(diǎn)一點(diǎn)地直線性減少。其理由是，高電介質(zhì)薄膜本身通過(guò)UV照射逐漸地?zé)釅号浜希兊弥旅?，其結(jié)果是膜厚減少。這樣，能夠確認(rèn)通過(guò)UV照射，能夠使高電介質(zhì)薄膜熱壓配合，使其密度致密。另外，測(cè)定高電介質(zhì)薄膜的密度、膜厚、粗糙度(表面粗糙度)，其結(jié)果表示在下述表1中。其中，該測(cè)定使用XRR(X射線反射率法)。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從上述表l中可知，關(guān)于膜的密度，從初始值的5.17g/cri^開(kāi)始，在沒(méi)有UV照射的情況下一定程度地增大，達(dá)到5.16g/cm3，與此相對(duì)，在有UV照射的情況下大幅增大到5.38g/cm3，能夠確認(rèn)在有UV照射的情況下，膜密度能夠大幅增大。此外，關(guān)于膜厚，從初始值的3,34nm幵始，在沒(méi)有UV照射的情況下僅是變薄至3.31nm，與此相對(duì)，在有UV照射的情況下大幅度變薄，達(dá)到3.22nm，能夠確認(rèn)在有UV照射的情況下，膜厚大幅度變薄。此外，關(guān)于粗糙度，與初始值相比幾乎沒(méi)有變化，能夠確認(rèn)沒(méi)有產(chǎn)生任何問(wèn)題。此外，在圖4B中，在圖中表示了制作而成的樣品試料的狀態(tài)，在硅基板上，分別以10nm的厚度形成兩層由HfSiO構(gòu)成的高電介質(zhì)薄膜，下層的高電介質(zhì)薄膜在Ar氣氛下進(jìn)行30分鐘的UV照射,上層的高電介質(zhì)薄膜不進(jìn)行UV照射。此外，加熱溫度設(shè)定為450'C。然后,以該兩層高電介質(zhì)薄膜的厚度方向作為深度方向，利用SIMS(二次離子質(zhì)量分析法)測(cè)定碳濃度。圖中的X、Y相當(dāng)于各層的厚度。從該圖4B所示的圖表可知，在沒(méi)有UV照射的情況下碳濃度為6.0X1019atoms/cm3，與此相對(duì)，在有UV照射的情況下碳濃度為1.3X1019atoms/Cm3，大幅度減少，能夠確認(rèn)通過(guò)UV照射能夠使碳濃度大幅減少。<第二實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明方法的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示本發(fā)明方法的第二實(shí)施例的工序的流程圖。該第二實(shí)施例與基于圖3說(shuō)明的第一實(shí)施例的不同點(diǎn)是，在圖3中的步驟S3和步驟S4之間，設(shè)計(jì)有進(jìn)行再氧化工序的步驟S3-1。在該情況下，通過(guò)該步驟S3-l的再氧化工序和步驟S4的改性工序這兩個(gè)工序進(jìn)行改性操作。具體地說(shuō)，如果步驟S3中的高電介質(zhì)薄膜形成工序結(jié)束，則將該晶片W從CVD處理裝置16C移載至再氧化處理裝置16D(參照?qǐng)D1)，進(jìn)行作為本發(fā)明方法的特征的再氧化處理(S3-l)。該再氧化處理裝置16D形成為圖2所示的結(jié)構(gòu)，使處理容器24內(nèi)為02氣體氣氛，使載置臺(tái)26上載置的晶片W旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由紫外線燈58對(duì)晶片表面照射紫外線。該紫外線優(yōu)選是以波長(zhǎng)172nm為主體的紫外線。這一點(diǎn)在此后的第三第七各實(shí)施例中是共同的事項(xiàng)。在該情況下，作為晶片溫度的處理溫度是不切斷高電介質(zhì)薄膜4中的氧鍵的溫度，例如為50(TC以下，優(yōu)選是加熱維持在45(TC左右。此外，這時(shí)的處理壓力例如在2.6~133Pa的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2.6~65Pa的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整基于氧的紫外線的衰減。這一點(diǎn)在此后的第三第七各實(shí)施例中是共同的事項(xiàng)。此外，處理時(shí)間也基于高電介質(zhì)薄膜4的膜厚，例如為15~180sec左右。這樣在02氣體的存在下通過(guò)照射紫外線產(chǎn)生氧自由基，該產(chǎn)生的氧自由基侵入高電介質(zhì)薄膜4中進(jìn)行再氧化，能夠修復(fù)膜中的氧缺損的部分。g卩，在已形成高電介質(zhì)薄膜4的狀態(tài)下，不希望在該膜中存在氧缺損部分，所以進(jìn)行上述再氧化處理，由此能夠通過(guò)氧自由基修復(fù)上述氧缺損部分，從而能夠相應(yīng)地提高膜質(zhì)。此外，通過(guò)該02氣體氣氛中的紫外線照射，能夠除去高電介質(zhì)薄膜4中殘存的有機(jī)物成分，特別是能夠除去碳成分，并且膜進(jìn)行熱壓配合而變得堅(jiān)固。其結(jié)果是，高電介質(zhì)薄膜4的膜密度提高、被致密化，所以能夠防止缺損的發(fā)生，維持高介電常數(shù)狀態(tài)。而且，能夠抑制作為基底膜2的Si02膜的膜厚的增加。這樣的02氣體氣氛中的紫外線照射的作用，在此后的第三第七各實(shí)施例中也是共同的事項(xiàng)。此外，在進(jìn)行該再氧化處理的情況下，氧自由基穿透高電介質(zhì)薄膜4到達(dá)其與硅基板側(cè)的界面時(shí)，在該界面部分形成Si02膜，使基底膜2變得更厚。因此，為了防止這樣的情況，將該再氧化處理時(shí)的處理?xiàng)l件設(shè)定為氧自由基不會(huì)穿透高電介質(zhì)薄膜4的條件。這樣的處理?xiàng)l件是，例如壓力為2.67Pa左右，時(shí)間是15sec左右。這樣，如果再氧化工序結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到下一步驟S4，進(jìn)行上述的改性工序和此后的工序。在該第二實(shí)施例的情況下不僅能夠發(fā)揮與先前的第一實(shí)施例同樣的作用效果，而且如上所述，能夠修復(fù)高電介質(zhì)薄膜4的氧缺損，進(jìn)一步改善膜質(zhì)，同時(shí)能夠減少碳濃度，進(jìn)行熱壓配合使膜密度提高。<第三實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖6表示本發(fā)明方法的第三實(shí)施例的工序的流程圖。該第三實(shí)施例僅是將圖5所示的第二實(shí)施例的步驟S3-l的再氧化工序和步驟S4的改性工序的順序調(diào)換，將進(jìn)行再氧化工序的步驟標(biāo)記為S4-l。該第三實(shí)施例的情況不僅能夠發(fā)揮與先前的第一實(shí)施例同樣的作用效果，而且與第二實(shí)施例同樣地，能夠修復(fù)高電介質(zhì)薄膜4的氧缺損，進(jìn)一步改善膜質(zhì)，同時(shí)能夠減少碳濃度，進(jìn)行熱壓配合使膜密度提高。此外，認(rèn)為在步驟S4的改性工序中，在Ar氣氛中對(duì)高電介質(zhì)薄膜4照射紫外線時(shí)，由于該膜表面受到由能量高的紫外線引起的損傷而發(fā)生氧缺損，因此，如該第三實(shí)施例所示，在該改性工序之后再進(jìn)行實(shí)施再氧化工序的改性處理，則能夠由該再氧化工序修復(fù)上述氧缺損，從而能夠相應(yīng)地進(jìn)一步提高膜質(zhì)。<第四實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示本發(fā)明方法的第四實(shí)施例的工序的流程圖。如圖7所示，該第四實(shí)施例是不進(jìn)行圖5所示的第二實(shí)施例的步驟S2的基底膜形成工序的省略的流程，從步驟Sl的前處理工序直接轉(zhuǎn)移到步驟S3的高電介質(zhì)薄膜形成工序。此后的各工序與第二實(shí)施例的情況相同。但是，此處，作為再氧化工序中的處理?xiàng)l件，為了形成基底膜，進(jìn)行使得產(chǎn)生的氧自由基能夠穿透高電介質(zhì)薄膜4的條件設(shè)定。這樣的處理?xiàng)l件是，例如壓力為2.67Pa左右，時(shí)間為60sec左右。在該第四實(shí)施例中，因?yàn)槿缟纤鍪÷曰啄ば纬晒ば?，所以表面上看?lái)沒(méi)有形成基底膜2(參照?qǐng)D15)。但是，實(shí)際上在進(jìn)行步驟S3-l的再氧化工序時(shí)，通過(guò)在02氣體的存在下照射紫外線而產(chǎn)生的氧自由基侵入高電介質(zhì)薄膜4中進(jìn)行再氧化，修復(fù)膜中的氧缺損的部分，并且一部分的氧自由基穿透該高電介質(zhì)薄膜4中到達(dá)與硅基板的表面的分界，其結(jié)果是，使硅氧化，在此處形成由Si02構(gòu)成的基底膜2。艮卩，在該第四實(shí)施例的情況下，在疊層形成高電介質(zhì)薄膜4之后，在其與硅基板的分界面形成基底膜2。這樣，在該第四實(shí)施例中，再氧化工序除了具有原來(lái)的修復(fù)氧缺損的作用之外，還具有形成基底膜的作用。在該第四實(shí)施例的情況下，不僅能夠發(fā)揮與先前的第二實(shí)施例同樣的作用效果，還能夠降低碳濃度，進(jìn)行熱壓配合而提高膜密度。此外，因?yàn)槭÷圆襟ES2的基底膜形成工序，所以能夠相應(yīng)地提高生產(chǎn)能力。<第五實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示本發(fā)明方法的第五實(shí)施例的工序的流程圖。如圖8所示，該第五實(shí)施例是不進(jìn)行圖6所示的第三實(shí)施例的步驟S2的基底膜形成工序的省略的流程，從步驟Sl的前處理工序直接轉(zhuǎn)移到步驟S3的高電介質(zhì)薄膜形成工序。這一點(diǎn)與先前的第四實(shí)施例相同。并且，此后的各工序與第三實(shí)施例的情況相同。但是，此處作為再氧化工序中的處理?xiàng)l件，為了形成基底膜，進(jìn)行使得產(chǎn)生的氧自由基能夠穿透高電介質(zhì)薄膜4的條件設(shè)定。這樣的處理?xiàng)l件是，例如壓力為2.67Pa左右，時(shí)間為60sec左右。在該第五實(shí)施例中，因?yàn)槿缟纤鍪÷曰啄ば纬晒ば?，所以與先前的第四實(shí)施例的情況相同，表面上看來(lái)沒(méi)有形成基底膜2(參照?qǐng)D15)。但是，實(shí)際上在進(jìn)行步驟S4-l的再氧化工序時(shí)，通過(guò)在02氣的存在下照射紫外線而產(chǎn)生的氧自由基侵入高電介質(zhì)薄膜4中進(jìn)行再氧化，修復(fù)膜中的氧缺損的部分，并且一部分的氧自由基穿透該高電介質(zhì)薄膜4中，到達(dá)其與硅基板的表面的分界，其結(jié)果是，使硅氧化，在此處形成由Si02構(gòu)成的基底膜2。g口，在該第五實(shí)施例的情況下，在疊層形成高電介質(zhì)薄膜4之后，在其與硅基板的分界面形成基底膜2。這樣，在該第五實(shí)施例中，再氧化工序不僅具有原來(lái)的氧缺損的修復(fù)作用，還具有形成基底膜的作用。該第五實(shí)施例的情況下，不僅能夠發(fā)揮與先前的第三實(shí)施例同樣的作用效果，還能夠減少碳濃度，進(jìn)行熱壓配合而提高膜密度。此外，因?yàn)槭÷圆襟ES2的基底膜形成工序，所以能夠相應(yīng)地提高生產(chǎn)能力。<第六實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明方法的第六實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示本發(fā)明方法的第六實(shí)施例的工序的流程圖。如圖9所示，該第六實(shí)施例，在圖3所示的第一實(shí)施例的步驟S4的改性工序中，將在照射紫外線的同時(shí)供給的氣體從Ar氣(非活性氣體)改換為氧(02)氣，其他的各工序與第一實(shí)施例的情況相同。如該第六實(shí)施例所示，在這里的改性工序中，使處理容器24內(nèi)不是非活性氣體氣氛而是氧氣氣氛，使載置臺(tái)26上載置的晶片W旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)紫外線燈58向晶片表面照射紫外線，進(jìn)行在晶片表面形成的高電介質(zhì)薄膜4(參照?qǐng)D15)的改性處理。這里的處理壓力例如在2.6133Pa的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2.6~65Pa的范圍內(nèi)。此外，處理溫度與第一實(shí)施例的情況相同，在不切斷上述高電介質(zhì)薄膜4中的氧鍵的低溫，例如50(TC以下的溫度下進(jìn)行。并且，考慮到改性的效率，優(yōu)選將處理溫度設(shè)定為45(TC左右。此外，處理時(shí)間也依據(jù)高電介質(zhì)薄膜4的膜厚，為15180sec左右。與先前的第一實(shí)施例的情況相比，該處理時(shí)間要短得多。通過(guò)該改性處理，與先前的第一實(shí)施例的情況相同，使高電介質(zhì)薄膜4中殘存的有機(jī)物成分，特別是碳成分脫離，膜進(jìn)行熱壓配合而變得堅(jiān)固。其結(jié)果是，因?yàn)楦唠娊橘|(zhì)薄膜4的膜密度提高、致密化，所以能夠防止缺損的發(fā)生，維持高介電常數(shù)狀態(tài)。因?yàn)檫@樣能夠改善高電介質(zhì)薄膜4的膜質(zhì)，所以能夠使其電特性良好。此外，在該第六實(shí)施例中，通過(guò)紫外線照射而產(chǎn)生的氧自由基侵入高電介質(zhì)薄膜4中進(jìn)行再氧化，能夠修復(fù)膜中的氧缺損的部分，能夠兼具例如在第二實(shí)施例等中說(shuō)明的再氧化工序的功能。此處，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)如上所述的02氣氛中的紫外線照射(UV-02)的改性處理的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)其評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖IO是表示紫外線照射和氣氛氣體對(duì)高電介質(zhì)薄膜的碳濃度的影響的圖表。并且測(cè)定高電介質(zhì)薄膜的密度、膜厚、粗糙度(表面粗糙度)，將結(jié)果表示在下列表2中。其中，該測(cè)定使用XRR(X射線反射率法)。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>從上述表2中可知，關(guān)于膜的密度，在UV-02照射的情況下從初始值的4.48g/cm3大幅增大到4.71g/cm3，能夠確認(rèn)UV-02照射能夠使膜密度大幅增大。此外關(guān)于膜厚，在UV-02照射的情況下從初始值的3.32nm大幅變薄到3.24nm，能夠確認(rèn)UV-02照射的情況下能夠使膜厚大幅變薄。此外關(guān)于粗糙度，與初始值相比幾乎沒(méi)有變化，能夠確認(rèn)沒(méi)有產(chǎn)生任何問(wèn)題。在圖10中，圖中表示了制作而成的樣品試料的狀態(tài)，與在圖4B中表示的情況大致相同，在硅基板上，分別以10nm的厚度形成兩層由HfSiO構(gòu)成的高電介質(zhì)薄膜，下層的高電介質(zhì)薄膜在Ar氣氛下或者02氣氛下進(jìn)行30分鐘的UV照射，上層的高電介質(zhì)薄膜不進(jìn)行UV照射。此外，加熱溫度設(shè)定為450'C。并且，以該兩層的高電介質(zhì)薄膜的厚度方向作為深度方向，通過(guò)SIMS測(cè)定碳濃度。圖中的X、Y相當(dāng)于各層的厚度。特性C表示Ar氣氛中的UV照射的情況，特性D表示02氣氛中的UV照射的情況。此處，Ar氣氛中的UV照射的情況下的照射時(shí)間為30分鐘，與此相對(duì)，02氣氛中的UV照射的情況下的照射時(shí)間為1分鐘。從該圖表中可知，關(guān)注區(qū)域Y的部分，特性D所表示的02氣氛中的UV照射的情況中，雖然照射時(shí)間僅為很短的1分鐘，但碳濃度以與特性C所表示的Ar氣氛中的UV照射的情況相同、或其以下的方式減少。因此能夠確認(rèn)，如果進(jìn)行利用02氣氛中的UV照射的改性處理，則能夠在短時(shí)間中得到所希望的效果，從而能夠有利于提高生產(chǎn)能力。<第七實(shí)施例>接著對(duì)本發(fā)明的第七實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示本發(fā)明方法的第七實(shí)施例的工序的流程圖。如圖11所示，該第七實(shí)施例是不進(jìn)行圖10所示的第六實(shí)施例的步驟S2的基底膜形成工序的省略的流程，與在圖7中表示的第四實(shí)施例同樣，從步驟Sl的前處理工序直接轉(zhuǎn)移到步驟S3的高電介質(zhì)薄膜形成工序。此后的各工序與第六實(shí)施例的情況相同。在該第七實(shí)施例中，因?yàn)槿缟纤鍪÷曰啄ば纬晒ば颍耘c先前的第四實(shí)施例同樣，表面上看來(lái)沒(méi)有形成基底膜2(參照?qǐng)D15)。但是，實(shí)際上在步驟S4中進(jìn)行改性工序時(shí)，通過(guò)在02氣體的存在下照射紫外線而產(chǎn)生的氧自由基侵入高電介質(zhì)薄膜4中進(jìn)行再氧化，修復(fù)膜中的氧缺損的部分，并且一部分的氧自由基穿透該高電介質(zhì)薄膜4中到達(dá)其與硅基板的表面的分界，其結(jié)果是，使硅氧化，在此處形成由Si02構(gòu)成的基底膜2。g口，在該第七實(shí)施例的情況下，在疊層形成高電介質(zhì)薄膜4之后，在其與硅基板的分界面形成基底膜2。這樣，在該第七實(shí)施例中，改性工序除了具有原來(lái)的降低碳濃度的作用和對(duì)膜進(jìn)行熱壓配合的作用以外，還具有修復(fù)氧缺損的作用和形成基底膜的作用。在該第七實(shí)施例的情況下，不僅能夠發(fā)揮與先前的第六實(shí)施例同樣的作用效果，還因?yàn)槭÷粤瞬襟ES2的基底膜形成工序，所以能夠相應(yīng)地提高生產(chǎn)能力。而且，在上述各實(shí)施例中，在高電介質(zhì)薄膜的改性處理之后，最后必然進(jìn)行氮化處理，但是該氮化工序也可以在即將進(jìn)行上述改性處理之前進(jìn)行，此外，該氮化工序本身也可以不進(jìn)行而被省略。<UV-02處理和UV-Ar處理的評(píng)價(jià)>接著，對(duì)在上述各實(shí)施例中進(jìn)行的02氣氛中的紫外線照射工序(以下也稱作"UV-02處理")、非活性氣體(Ar)氣氛中的紫外線照射工序(以下也稱作"UV-Ar處理")的作用進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。圖12是表示EOT與柵極漏電流的關(guān)系的圖表。此處，對(duì)進(jìn)行上述第二第七實(shí)施例中表示的UV-02處理的情況，和不進(jìn)行的情況分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，為了進(jìn)行比較，也表示進(jìn)行現(xiàn)有的利用等離子體的氧自由基處理時(shí)的結(jié)果。此外，改變處理時(shí)間進(jìn)行三次UV-02處理。其中，EOT是將由作為高電介質(zhì)薄膜的HfSiO膜和基底膜的Si02膜的疊層而形成的柵極絕緣膜的電容換算成單一的Si02膜厚的值。此外，在紫外線的照射中，利用受激準(zhǔn)分子燈，使用以波長(zhǎng)172nm為主體的紫外線，此外UV-02處理時(shí)的處理壓力設(shè)定為65Pa以下，盡量不產(chǎn)生紫外線的由氧引起的衰減。這些要點(diǎn)在圖13和圖14所示的情況中也是相同的。從圖12可知，在現(xiàn)有的利用等離子體氧自由基處理的改性中，柵極漏電流相當(dāng)多，而且會(huì)使EOT大幅增加。與此相對(duì)，能夠確認(rèn)在進(jìn)行UV-02處理的情況下，處理時(shí)間越長(zhǎng)，越能夠抑制柵極漏電流。其理由是，通過(guò)UV-02處理使碳濃度減少，并修復(fù)了氧缺損。但是，關(guān)于EOT，其隨著處理時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸增加，成為不希望得到的結(jié)果。此外，在現(xiàn)有的等離子體氧自由基處理的情況下，不能夠控制氧自由基濃度，它會(huì)變得過(guò)高而使基底膜的Si02膜厚增加，使得柵極絕緣膜的EOT大幅增加，但是在本發(fā)明的UV-02處理的情況下，通過(guò)調(diào)整紫外線的強(qiáng)度、02分壓，能夠調(diào)整氧自由基濃度，能夠控制EOT的增加。圖13與圖12的情況有一部分關(guān)聯(lián)，是表示UV-02處理(波長(zhǎng)172nm)與EOT和陷阱密度的關(guān)系的圖表。這里為了進(jìn)行比較，也共同記載有現(xiàn)有的等離子體氧自由基的情況下的結(jié)果。圖13A表示UV-02處理吋間和EOT的關(guān)系，圖13B表示UV-02處理時(shí)間和陷阱密度的關(guān)系。此處，使UV-02處理時(shí)間在0-90sec之間變化。此外現(xiàn)有的等離子體氧自由基處理的處理時(shí)間是10sec。其中，UV-02處理時(shí)間為0sec當(dāng)然是指沒(méi)有實(shí)施UV-02處理。如圖13A所示，在現(xiàn)有的等離子體氧自由基的情況下，膜厚的增加量H1(以0sec為基準(zhǔn))非常大，判定為不希望出現(xiàn)的情況。與此相對(duì)，在進(jìn)行UV-02處理的情況下，處理時(shí)間增長(zhǎng)，EOT就一點(diǎn)點(diǎn)地增加，但即使處理時(shí)間是90sec，相對(duì)于原來(lái)的膜厚1.32nm左右，其增加量H2為0.1nm以下，與現(xiàn)有的等離子體氧自由基處理相比，能夠大幅抑制EOT的增加。此外，如圖13B所示，關(guān)于陷阱密度，在現(xiàn)有的等離子體氧自由基處理中，在2.5Xl()Hcn^左右是非常好的。與此相對(duì)，對(duì)于UV-02處理，該處理時(shí)間越長(zhǎng)，陷阱密度就會(huì)逐漸降低而變得良好，在進(jìn)行到90sec左右時(shí)，能夠確認(rèn)成為與現(xiàn)有的等離子體氧自由基處理的情況大致相同的值。這樣陷阱密度隨著處理時(shí)間的增加而降低的理由是，在隨著處理時(shí)間的經(jīng)過(guò)使碳脫離并致密化時(shí)，也同時(shí)使陷阱脫離，氧缺損減少。上述圖13A和圖13B是權(quán)衡選擇的關(guān)系，因此在實(shí)際的處理中，根據(jù)作為目標(biāo)的EOT、作為目標(biāo)的陷阱密度任意地決定上述UV-02處理時(shí)間。圖14是表示UV-02處理、UV-Ar處理等對(duì)平帶電壓(Vfb)和陷阱密度的關(guān)系造成的影響的圖表。其中，紫外線的波長(zhǎng)使用以172nm為主體的波長(zhǎng)。上述平帶電壓(Vfb)與柵極絕緣膜所具有的固定電荷的量相對(duì)應(yīng)，該固定電荷影響晶體管的閾值電壓。陷阱密度和平帶電壓并不是獨(dú)立的關(guān)系，在現(xiàn)有的柵極絕緣膜的形成方法中兩者具有以直線Ml所表示的相關(guān)關(guān)系。在一般的晶體管的制造工序中，在柵極絕緣膜形成后有退火處理工序，依存于該處理時(shí)間，處理時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)陷阱密度依次降低，與此相關(guān)聯(lián)地平帶電壓也向零方向轉(zhuǎn)移。此處，不經(jīng)過(guò)上述退火處理工序的組A和經(jīng)過(guò)退火處理工序的組B被很明顯地區(qū)分開(kāi)。在上述組A中，舉出僅進(jìn)行UV-O2處理(60sec)的情況XI和僅進(jìn)行UV-Ar處理的情況X2這兩個(gè)例子。此外在組B中，分別表示未進(jìn)行任何UV處理的情況Y1，僅進(jìn)行UV-Ar處理的情況Y2，和將處理時(shí)間分別改變?yōu)?5sec、60sec、90sec而僅進(jìn)行UV-02處理的情況Z1、Z2、Z3。在現(xiàn)有的柵極絕緣膜的形成方法中，陷阱密度和平帶電壓依存于上述退火處理，僅能夠進(jìn)行被直線M1的相關(guān)關(guān)系限制的調(diào)整。與此相對(duì)，組A內(nèi)的情況XI、X2和組B內(nèi)的情況Yl、Y2、Z1Z3的各自的排列是沿著縱軸大致平行的方向。換言之，可知在各組A、B內(nèi)，能夠幾乎不使平帶電壓Vfb變化地僅選擇性地改變陷阱密度。艮口，與上述退火處理工序無(wú)關(guān)，通過(guò)進(jìn)行UV-02處理、UV-Ar處理，能夠幾乎不使平帶電壓Vfb變化地僅選擇性地控制陷阱密度的因子。<變形例>在上述各實(shí)施例中，以主要使用Hf(鉿)作為高熔點(diǎn)金屬的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是并不限定于此，也可以使用Ta(鉅)、Ti(鈦)、W(鉤)、Zr(鋯)等，將其氧化物、或者其氧化物的硅化物(硅酸鹽)用作高電介質(zhì)薄膜。在該情況下，上述含有鉭的有機(jī)金屬化合物材料能夠使用選自叔丁基亞氨基三(二乙胺基)鉭(TBTDET):[(NEt2)3TaN-BUt]、五(乙基甲基氨基)鉅(PEMAT):[Ta(NMeEt)5]、五(二甲胺基)鉅(PDMAT):[Ta(NMe2)5]、五(二乙胺基)鉭(PDEAT):[Ta(NEt2)6]、叔丁基亞氨基三(乙基甲基氨基)鉭(TBTMET):[(NEt2Me)3TaN-But]、叔戊基亞氨基三(二甲胺基)鉭(TBTDMT):[(NMe2)3TaN-Bu1]、叔戊基亞氨基三(二甲胺基)鉅(Taimata，商品名)[(NMe2)3TaNC(CH3)2C2H5](Ta(Nt-Am)(NMe2)3)中的一種材料。上述含有鈦的有機(jī)金屬化合物材料能夠使用選自四(二乙胺基)鈦Ti[N(C2H5)2]4、四(二甲胺基)鈦Ti[N(CH3)2]4、四(乙基甲基氨基)鈦Ti[N(CH3)(C2H5)]4中的一種材料。上述含有鎢的有機(jī)金屬化合物材料能夠使用選自六羰基鎢W(CO)6、雙(叔丁亞氨基)雙(二甲胺基)鎢(t-ButN)2(Me2N)2W中的一種材料。此外，這里說(shuō)明了以半導(dǎo)體晶片作為被處理體的例子，但是并不限定于此，在玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。權(quán)利要求1.一種高電介質(zhì)薄膜的改性方法，該高電介質(zhì)薄膜使用有機(jī)金屬化合物材料、形成在被處理體的表面，該改性方法的特征在于，包括準(zhǔn)備在表面上形成有所述高電介質(zhì)薄膜的所述被處理體的準(zhǔn)備工序；和維持所述被處理體在規(guī)定的溫度，并且在非活性氣體的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此進(jìn)行所述高電介質(zhì)薄膜的改性的改性工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于，還包括再氧化工序，其是在即將進(jìn)行所述改性工序之前進(jìn)行的工序，維持所述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此修復(fù)所述高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于在所述氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線的工序中的處理壓力在2.6~65Pa的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于，還包括再氧化工序，其是緊接著所述改性工序進(jìn)行的工序，維持所述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此修復(fù)所述高電介質(zhì)薄膜中的氧缺損。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于:在所述氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線的工序中的處理壓力在2.665Pa的范圍內(nèi)。6.—種高電介質(zhì)薄膜的改性方法，該高電介質(zhì)薄膜使用有機(jī)金屬化合物材料、形成在被處理體的表面，該改性方法的特征在于，包括:準(zhǔn)備在表面上形成有所述高電介質(zhì)薄膜的所述被處理體的準(zhǔn)備工序；和維持所述被處理體在規(guī)定的溫度，并在氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此進(jìn)行所述高電介質(zhì)薄膜的改性的改性工序。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于在所述氧氣的氣氛中對(duì)所述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線的工序中的處理壓力在2.6~65Pa的范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述紫外線是波長(zhǎng)以172mm為主體的紫外線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于在所述高電介質(zhì)薄膜的下層，形成有由通過(guò)氧化處理形成的Si02膜構(gòu)成的基底膜。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述基底膜通過(guò)在被處理體的表面上形成所述高電介質(zhì)薄膜的高電介質(zhì)薄膜形成工序之前進(jìn)行的基底膜形成工序而形成。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述基底膜在進(jìn)行所述改性工序時(shí)同時(shí)形成。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述改性工序中的規(guī)定的溫度是不切斷所述高電介質(zhì)薄膜的氧鍵的溫度。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述改性工序中的規(guī)定的溫度為500。C以下。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述高電介質(zhì)薄膜由高熔點(diǎn)金屬的氧化物或該氧化物的硅酸鹽構(gòu)成。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述高熔點(diǎn)金屬是Hf、Ta、Ti、W、Zr中的任一種。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于在所述改性工序之后，進(jìn)行用于氮化所述高電介質(zhì)薄膜的表面的氮化工序。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于在所述改性工序之前，進(jìn)行用于氮化所述高電介質(zhì)薄膜的表面的氮化工序。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述高電介質(zhì)薄膜為晶體管的柵極絕緣膜。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電介質(zhì)薄膜的改性方法，其特征在于所述非活性氣體為N2、He、Ar、Ne、Kr、Xe中任意的一種以上。20.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括通過(guò)權(quán)利要求1所述的改性方法被改性的高電介質(zhì)薄膜作為柵極絕緣膜。全文摘要本發(fā)明提供一種高電介質(zhì)薄膜的改性方法和半導(dǎo)體裝置，在使用有機(jī)金屬化合物材料、在被處理體的表面上形成的高電介質(zhì)薄膜的改性方法中，包括準(zhǔn)備在表面上形成有上述高電介質(zhì)薄膜的上述被處理體的準(zhǔn)備工序；和維持上述被處理體在規(guī)定的溫度，并在非活性氣體的氣氛中對(duì)上述高電介質(zhì)薄膜照射紫外線，由此進(jìn)行上述高電介質(zhì)薄膜的改性的改性工序。由此，能夠使碳成分從高電介質(zhì)薄膜中脫離，并且使整體熱壓配合而提高密度，防止缺損的發(fā)生，而且能夠提高膜密度，從而提高介電常數(shù)，能夠得到較高的電特性。文檔編號(hào)H01L29/786GK101341584SQ20068004831公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2006年11月22日優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日發(fā)明者山崎和良,秋山浩二,青山真太郎申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社