膜厚測定用標準試料、その製造方法、膜厚測定方法および半導体装置の製造方法
【課題】膜厚測定に用いる標準試料中のＬａを含む膜の保管時の安定性を向上させる。
【解決手段】膜厚測定用標準試料１００は、シリコン基板１０１上に設けられたＬａ含有膜１０３およびＬａ含有膜１０３の上部に設けられてＬａ含有膜１０３を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜１０５を含む。これにより、Ｌａを含む膜１０３の保管時の変質による膜厚変動を効果的に抑制する。このような膜厚測定用標準試料１００を用いて、Ｌａを含む膜の膜厚の測定値を補正するステップを含む、膜厚測定方法。
【解決手段】膜厚測定用標準試料１００は、シリコン基板１０１上に設けられたＬａ含有膜１０３およびＬａ含有膜１０３の上部に設けられてＬａ含有膜１０３を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜１０５を含む。これにより、Ｌａを含む膜１０３の保管時の変質による膜厚変動を効果的に抑制する。このような膜厚測定用標準試料１００を用いて、Ｌａを含む膜の膜厚の測定値を補正するステップを含む、膜厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚測定用標準試料、その製造方法、膜厚測定方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＯ2換算膜厚で０．９ｎｍ以下のゲート絶縁膜が求められる３２ｎｍノード以降の先端相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor：ＣＭＯＳ）では、ゲート電極を構成する多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の空乏化によるゲート絶縁膜の実効的な膜厚増加が問題になる。この問題を解決するために、空乏化を生じないメタルゲート電極の導入が求められている。
【０００３】
メタルゲート電極に用いる材料には、トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）を適切な値に設定可能であることが求められる。具体的には、Ｎ型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：ＭＯＳＦＥＴ）では、実効的な仕事関数（Effective Work Function：ＥＷＦ）がＳｉの伝導帯端近傍である、ＥＷＦ＝４．０ｅＶ程度の材料が求められている。また、ｐ型ＭＯＳＦＥＴでは、Ｓｉの価電子帯端近傍である、ＥＷＦ＝５．１７ｅＶ程度の材料が求められている。
【０００４】
現在、メタルゲート電極の候補材料として、熱的安定性や、ゲート加工の容易さの観点から、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル（ＴａＮ）などが広く検討されている（特許文献１）。しかしながら、ＴｉＮやＴａＮは、高誘電体（Ｈｉｇｈ−ｋ）ゲート絶縁膜上でＳｉバンドギャップのミッドギャップ付近のＥＷＦを持つことが知られており、この技術だけではＶｔｈの適正値設定が実現できない。
【０００５】
そこで、メタルゲート／Ｈｉｇｈ−ｋゲート絶縁膜（本明細書において、積層構造を「上層／下層」と記載する。）を用いたＣＭＯＳトランジスタでは、ゲート絶縁膜に仕事関数調整用元素（Work Function Metal：ＷＦメタル）を添加することで閾値電圧を制御する技術が検討されている。たとえば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴでは、ＷＦメタルの候補材料として、ランタノイドまたはランタノイド化合物であるＬａおよびＬａ2Ｏ3がある。ＷＦメタルの添加により、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴではフラットバンド電圧を負バイアス側にシフトさせる、すなわちＥＷＦをＳｉ伝導帯付近まで低減させることができる。よって、所望のＶｔｈを得ることが可能となる。
【０００６】
ここで、ＷＦメタルであるＬａ膜またはＬａ2Ｏ3膜を半導体製造プロセスに適用するには、その膜厚を所望の範囲内に管理することが必要となる。一般に、半導体製造プロセスの薄膜形成工程で膜厚規格外れが生じた場合、成膜装置の変動と膜厚測定装置の変動を切り分けるために、保管していた膜厚既知の標準試料の測定を行う。このため、既知の膜厚のＬａ膜あるいはＬａ2Ｏ3膜を有する標準試料を準備することになる。
【０００７】
これまでの半導体プロセスにおいて用いられている膜厚測定の標準試料としては、特許文献２および３の記載のものがある。
特許文献２（特開２００１−１８４６３３号公報）には、カーボン膜の膜厚測定用標準試料として、膜厚が既知であるカーボン膜を表面に有する基体と、前記カーボン膜の上に形成された、有機物汚染を有しない表面を備えたマスキング層とを含んでなる膜厚測定用標準試料が開示されている（図３）。
ここで、マスキング層が無く、カーボン膜が露出した構造を膜厚測定用標準試料として用いると、膜厚測定装置内に存在する微量の有機汚染物が、測定中に標準試料表面に付着する。カーボン膜も有機物であるため、汚染物の付着により得られる膜厚測定値の増大を引き起こし、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、同文献では、上記構成により、有機物汚染を有しないマスキング層をカーボン膜上に形成することで、カーボン膜と、測定中に付着する有機汚染物質を区別している。これにより、測定装置内における有機物汚染に起因した測定精度の低下を伴わない膜厚測定用標準試料が提供できるとされている。
また、同文献では、マスキング層に付着した有機汚染物を測定前に紫外線照射や酸素プラズマ処理などを施すことにより除去することが記載されている。カーボン膜が露出した状態ではこれら処理を行うと、カーボン膜自体が除去されてしまうが、マスキング層の存在により有機汚染物を除去する工程を追加しても、下層のカーボン膜が同時に除去されることが防げるため、カーボン膜の膜厚変化が生じないとされている。
【０００８】
特許文献３（特開平１０−６４９６７号公報）には、基板上に評価用薄膜および保護用薄膜を形成した標準試料が記載されている。評価用薄膜としてボロフォスフォシリケイトガラス（Boron Phosphor Silicate Glass：ＢＰＳＧ）膜が用いられ、その保護用薄膜としては金蒸着膜等の金属膜が用いられる。これにより、評価用薄膜の吸湿による標準試料の劣化を防ぐことができるとされている。
【０００９】
また、膜厚測定用の標準試料に関する技術ではないが、特許文献４および５には、ＢＰＳＧ膜内の不純物濃度測定に用いる基準試料が記載されている。
特許文献４（特開平１０−７０１６８号公報）には、ＢＰＳＧ膜と膜外の水との接触を断つために、半導体基板上にＢＰＳＧ膜を形成し、アニーリングした後、遮断膜としてシリコン窒化膜またはプラズマ法で蒸着される酸化膜を蒸着して形成することが記載されている。
【００１０】
特許文献５（特開平９−２４６３３８号公報）には、シリコンウエハー上にＢＰＳＧ膜またはリンケイ酸塩ガラス（Phosphor Silicate Glass：ＰＳＧ）を形成した後、その上にＳｉ3Ｎ4を堆積してバリアフィルムとすることが記載されている。
【００１１】
また、技術分野は異なるが、金属酸化物薄膜の形成に関する技術として、特許文献６〜９に記載の技術がある。
特許文献６（特開２００５−７９３９０号公報）には、ゲート絶縁膜となる高誘電体膜としてＬａアルミネイト膜を形成することが記載されている。また、同文献には、Ｌａ2Ｏ3膜は吸水性の高い膜であることが記載されている。
【００１２】
特許文献７（再公表ＷＯ２００４／０８６４８６号公報）には、Ｌａ2Ｏ3膜を含む金属酸化物の積層薄膜をシリコン基板上に形成することが記載されている。
【００１３】
特許文献８（再公表ＷＯ１９９８／４８０７５号公報）には、耐食性に優れ、クロメート皮膜を代替するための表面処理金属板を形成する技術が記載されている。同文献では、希土類金属錯体をマトリックス中に含む皮膜を金属板上に形成することが記載されている。
【００１４】
特許文献９（特開２０００−３１１８８９号公報）には、ダマシンプロセスにおけるエッチング後の銅表面の腐食を防止するために、プラズマ処理をおこなうことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国公開第６６９６３４５号明細書
【特許文献２】特開２００１−１８４６３３号公報
【特許文献３】特開平１０−６４９６７号公報
【特許文献４】特開平１０−７０１６８号公報
【特許文献５】特開平９−２４６３３８号公報
【特許文献６】特開２００５−７９３９０号公報
【特許文献７】再公表ＷＯ２００４／０８６４８６号公報
【特許文献８】再公表ＷＯ１９９８／４８０７５号公報
【特許文献９】特開２０００−３１１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、ＬａおよびＬａ2Ｏ3の膜については、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して以下に説明するように、保管時の安定性の面で改善の余地があった。
図２（ａ）は、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3の膜を有する基板を模式的に示す断面図である。図２（ａ）に示した基板２００は、シリコン（Ｓｉ）基板２０１上にＬａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が設けられた構成を有する。
【００１７】
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、図２（ａ）に示した基板２００の保管時の変化を説明する断面図である。図２（ｃ）に示すように、ＬａおよびＬａ化合物は潮解性を有するため、長期保管すると、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が大気と反応して粉状に崩壊することがあった。
さらに、ＬａおよびＬａ2Ｏ3は大気中のフッ素（Ｆ）と反応してフッ化ランタンに変質する。このため、図２（ｂ）に示すように、１週間程度の短期保管においても、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が変質して膜厚変化が生じることがあった。
【００１８】
このように、Ｌａおよびその化合物は大気に接触すると変質する。よって、これらの材料を半導体製造プロセスに適用するには、膜厚測定用の標準試料についても、保管時の安定性を向上させなければならない。ところが、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜の保護に適した材質や製法は、これまで知られていなかった。
【００１９】
また、Ｌａおよびその化合物の変質は、背景技術の項で前述した材料に生じる変質とは異なっているため、保管時の安定性の向上のために解決すべき課題が異なる。このため、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜の保管時の安定性を向上させるためには、これまでに用いられてきた材料およびその保護膜とは異なる観点からの検討が必要であった。
すなわち、特許文献２における有機物汚染はカーボン膜厚測定時に生じるものであり、測定をせずにカーボン膜を長期保管するだけであれば問題はない。これに対して、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜は、大気中で１週間程度の短期保管にすら耐えられない。
【００２０】
また、Ｌａまたはその化合物の膜上に保護膜を形成したとしても、保護膜の材質によっては、保護膜中を酸素が拡散し、Ｌａまたはその化合物の膜に到達することが考えられる。このため、Ｌａまたはその化合物の膜に対しては、単に上部に膜を形成すればよいのではなく、Ｌａまたはその化合物の膜の変質に寄与する酸素やフッ素を拡散させない材質および製法とする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、
基板と、
該基板上に設けられた、ランタン（Ｌａ）を含む膜と、
Ｌａを含む前記膜の上部に設けられて前記膜を覆うとともに、金属窒化物を含む保護膜と、
を含む、膜厚測定用標準試料が提供される。
【００２２】
また、本発明によれば、
基板上に、Ｌａを含む膜を形成する工程と、
Ｌａを含む前記膜の表面に、前記膜を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜を形成する工程と、
を含み、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程および保護膜を形成する前記工程を、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう、膜厚測定用標準試料の製造方法が提供される。
【００２３】
本発明においては、Ｌａを含む膜上に保護膜として金属窒化物を含む膜が設けられる。金属窒化物を含む膜は、Ｌａを含む膜と大気との接触を遮断する機能を有するため、Ｌａを含む膜が大気に曝されて潮解およびフッ化することをいずれも抑制できる。これにより、Ｌａを含む膜の保管時の変質による膜厚変動を効果的に抑制することができる。
【００２４】
なお、これらの各構成の任意の組み合わせや、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた本発明の態様として有効である。
【００２５】
たとえば、本発明によれば、
Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する方法であって、
本発明における前記膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定するステップと、
前記試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップと、
膜厚測定用標準試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた測定値に基づいて、試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップで得られた前記試料中のＬａを含む膜の測定値を補正するステップと、
を含む、膜厚測定方法が提供される。
【００２６】
本発明によれば、
Ｌａを含む膜を有する半導体装置の製造方法であって、
基板上にＬａを含む前記膜を形成する第１工程と、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程で得られた前記膜の膜厚を測定する第２工程と、
本発明における前記膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、前記第２工程で得られた前記膜の膜厚の測定値を補正する第３工程と、
を含む、半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、膜厚測定に用いる標準試料中のＬａを含む膜の保管時の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態における膜厚測定用試料の構成を示す断面図である。
【図２】Ｌａまたはその化合物の膜を有する基板の構成を示す断面図である。
【図３】従来の膜厚測定用試料の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号が付され、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
【００３０】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本実施形態における膜厚測定用標準試料の構成を示す断面図である。
図１（ａ）に示した膜厚測定用標準試料１００は、基板（シリコン基板１０１等の半導体基板）、シリコン基板１０１上に設けられ、ランタン（Ｌａ）を含む膜（Ｌａ含有膜１０３）および保護膜１０５を含む。
【００３１】
Ｌａ含有膜１０３は、構成元素としてＬａを含む膜であり、Ｌａ膜であってもよいし、Ｌａ化合物の膜でもよい。また、Ｌａ含有膜１０３は、一種類の膜から構成されていてもよいし、二種類以上の膜の積層膜であってもよい。Ｌａ含有膜１０３は、さらに具体的には、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜である。
Ｌａ含有膜１０３は、たとえばシリコン基板１０１に接して設けられている。また、Ｌａ含有膜１０３は、シリコン基板１０１に設けられた酸化シリコン膜上に設けられていてもよい。
【００３２】
保護膜１０５は、Ｌａ含有膜１０３の上部に設けられてＬａ含有膜１０３を覆う。保護膜１０５は、大気とＬａ含有膜１０３との接触および反応を遮断する機能を有する。この遮断機能をより一層確実に発揮する観点からは、図１（ａ）に示したように、保護膜１０５がＬａ含有膜１０３の全面を覆うことが好ましい。
【００３３】
保護膜１０５は、Ｌａ含有膜１０３への酸素およびフッ素拡散に対するバリア性を有する材料として、金属窒化物を含む。このような特性を有する保護膜１０５を用いることで、Ｌａ含有膜１０３の大気との接触が防止される。これにより、図１（ｂ）に示すように、Ｌａ含有膜１０３の構成材料、たとえばＬａまたはＬａ2Ｏ3が潮解やフッ化することによって、Ｌａ含有膜１０３に膜厚変動や崩壊が生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
保護膜１０５は、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉからなる群から選択される一種以上の金属元素を含んでいてもよい。保護膜１０５は、さらに具体的には、ＴｉＮ、ＡｌＮおよびＳｉ3Ｎ4からなる群から選択される一種以上の金属窒化物からなる。
【００３５】
また、保護膜１０５は、一種類の膜から構成されていてもよいし、二種類以上の膜の積層膜であってもよい。たとえば、保護膜１０５は、金属窒化物の膜と金属膜とが積層された構成であってもよい。金属膜として、たとえばそれ自身が酸素と反応することで酸素の下層への拡散を防止する膜を用いることができる。このような金属膜の材料として好適なものの例としては、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉが挙げられる。また、金属膜は、二種以上の金属の合金または混合物により構成されていてもよい。
【００３６】
また、保護膜１０５の膜厚は、広い範囲で変更可能だが、たとえば１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。
大気の拡散およびフッ化をさらに確実に抑制する観点からは、保護膜１０５の膜厚をたとえば１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上とする。
一方、下層のＬａ含有膜１０３の膜厚測定精度をさらに高める観点からは、たとえば２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下とする。
ここで、Ｌａ含有膜１０３の膜厚測定は、たとえばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy：ＸＰＳ法）により行う。ＸＰＳ法では、測定対象の薄膜にＸ線を入射した際に放出される光電子のエネルギーおよび強度分布を求めることで膜厚を算出する。このため、測定対象薄膜の上に保護膜１０５がある場合は、上記光電子が保護膜を通り抜ける必要がある。保護膜１０５が厚すぎると、光電子が保護膜１０５を通過しきれなくなり、検出エネルギー強度が低下する場合がある。すなわち、検出エネルギー強度とノイズレベルとの差が小さくなり、膜厚測定精度が低下する場合がある。
【００３７】
次に、膜厚測定用標準試料１００の製造方法を説明する。
まず、シリコン基板１０１上に、Ｌａ含有膜１０３を形成する（ステップ１１）。そして、Ｌａ含有膜１０３の表面に、Ｌａ含有膜１０３を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜１０５を形成する（ステップ１２）。
【００３８】
ステップ１１およびステップ１２は、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう。つまり、Ｌａ含有膜１０３形成後に大気開放することなく真空チャンバー内に試料を保持し、続けて保護膜１０５の形成をおこなう。これにより、Ｌａ含有膜１０３が大気に晒されることによる潮解およびフッ化の影響を全く受けることなく、保護膜１０５で大気から遮断することができる。
【００３９】
なお、Ｌａ含有膜１０３および保護膜１０５の形成方法は、これらの膜の材料等に応じて適宜選択される。たとえば化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法や物理気相成長法（Physical Vapor Deposition：ＰＶＤ）法などの一般的な手法によるが、これに限定されない。薄膜形成中の不純物の混入を抑制する観点からは、スパッタ法が好ましい。
【００４０】
得られた膜厚測定用標準試料１００においては、製造工程でのＬａ含有膜１０３の大気暴露が防止されており、また、Ｌａ含有膜１０３の薄膜表面が別の保護膜１０５で覆われている。このため、大気との接触による潮解や、フッ化などの変質が抑制される。これにより、Ｌａ含有膜１０３の膜厚変動や崩壊が抑制され、大気中で保管する際にも安定性に優れた構成となっている。このため、ＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚測定時に、膜厚既知の標準試料として好適に用いることができる。
【００４１】
次に、膜厚測定用標準試料１００を用いる膜厚測定方法を説明する。この膜厚測定方法は、Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のランタンを含む（Ｌａまたはその化合物の）膜の膜厚を測定する方法であり、以下のステップを含む。
ステップ２１：膜厚測定用標準試料１００のＬａ含有膜１０３の膜厚を測定する、
ステップ２２：試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する、および
ステップ２３：ステップ２１で得られたＬａ含有膜１０３の膜厚の測定値に基づいて、ステップ２２で得られた試料中のＬａを含む膜の測定値を補正する。
【００４２】
また、Ｌａを含む膜を有する半導体装置を製造する際に、上記膜厚測定方法を用いてもよい。このとき、半導体装置の製造方法は、たとえば以下の工程を含む。
ステップ３１：シリコン基板等の基板上にＬａを含む膜を形成する、
ステップ３２：ステップ３１で得られたＬａを含む膜の膜厚を測定する、および
ステップ３３：膜厚測定用標準試料１００中のＬａ含有膜１０３の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、ステップ３２で得られたＬａを含む膜の膜厚の測定値を補正する。
【００４３】
膜厚測定用標準試料１００は、Ｌａを含む膜を有する種々の半導体装置の製造プロセスに用いることができる。Ｌａを含む膜として、Ｌａ膜およびＬａ化合物膜が挙げられ、Ｌａ化合物膜の具体例として、Ｌａの酸化膜が挙げられる。
たとえば、上述した半導体装置の製造方法は、トランジスタを製造する工程を含んでもよく、ステップ３１の前に高誘電率膜を形成する工程と、ステップ３１の後にゲート電極として機能する金属膜を形成する工程と、をさらに含んでもよい。高誘電率膜には、たとえば、Ｔａ2Ｏ5、ＨｆＯ2およびＺｒＯ2等がある。このとき、Ｌａを含む膜を高誘電率膜とゲート電極の仕事関数を制御するために用いてもよい。
【００４４】
膜厚測定用標準試料１００を用いることにより、半導体装置を製造する際にＬａを含む膜の膜厚の制御性を向上させることができる。また、半導体製造プロセスにおいてＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚管理が可能になる。また、ＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚測定用標準試料の長期使用が可能になるため、標準試料交換頻度が減少し、製造コストの削減に寄与する。
【００４５】
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 膜厚測定用標準試料
１０１ シリコン基板
１０３ Ｌａ含有膜
１０５ 保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚測定用標準試料、その製造方法、膜厚測定方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＯ2換算膜厚で０．９ｎｍ以下のゲート絶縁膜が求められる３２ｎｍノード以降の先端相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor：ＣＭＯＳ）では、ゲート電極を構成する多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の空乏化によるゲート絶縁膜の実効的な膜厚増加が問題になる。この問題を解決するために、空乏化を生じないメタルゲート電極の導入が求められている。
【０００３】
メタルゲート電極に用いる材料には、トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）を適切な値に設定可能であることが求められる。具体的には、Ｎ型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：ＭＯＳＦＥＴ）では、実効的な仕事関数（Effective Work Function：ＥＷＦ）がＳｉの伝導帯端近傍である、ＥＷＦ＝４．０ｅＶ程度の材料が求められている。また、ｐ型ＭＯＳＦＥＴでは、Ｓｉの価電子帯端近傍である、ＥＷＦ＝５．１７ｅＶ程度の材料が求められている。
【０００４】
現在、メタルゲート電極の候補材料として、熱的安定性や、ゲート加工の容易さの観点から、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル（ＴａＮ）などが広く検討されている（特許文献１）。しかしながら、ＴｉＮやＴａＮは、高誘電体（Ｈｉｇｈ−ｋ）ゲート絶縁膜上でＳｉバンドギャップのミッドギャップ付近のＥＷＦを持つことが知られており、この技術だけではＶｔｈの適正値設定が実現できない。
【０００５】
そこで、メタルゲート／Ｈｉｇｈ−ｋゲート絶縁膜（本明細書において、積層構造を「上層／下層」と記載する。）を用いたＣＭＯＳトランジスタでは、ゲート絶縁膜に仕事関数調整用元素（Work Function Metal：ＷＦメタル）を添加することで閾値電圧を制御する技術が検討されている。たとえば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴでは、ＷＦメタルの候補材料として、ランタノイドまたはランタノイド化合物であるＬａおよびＬａ2Ｏ3がある。ＷＦメタルの添加により、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴではフラットバンド電圧を負バイアス側にシフトさせる、すなわちＥＷＦをＳｉ伝導帯付近まで低減させることができる。よって、所望のＶｔｈを得ることが可能となる。
【０００６】
ここで、ＷＦメタルであるＬａ膜またはＬａ2Ｏ3膜を半導体製造プロセスに適用するには、その膜厚を所望の範囲内に管理することが必要となる。一般に、半導体製造プロセスの薄膜形成工程で膜厚規格外れが生じた場合、成膜装置の変動と膜厚測定装置の変動を切り分けるために、保管していた膜厚既知の標準試料の測定を行う。このため、既知の膜厚のＬａ膜あるいはＬａ2Ｏ3膜を有する標準試料を準備することになる。
【０００７】
これまでの半導体プロセスにおいて用いられている膜厚測定の標準試料としては、特許文献２および３の記載のものがある。
特許文献２（特開２００１−１８４６３３号公報）には、カーボン膜の膜厚測定用標準試料として、膜厚が既知であるカーボン膜を表面に有する基体と、前記カーボン膜の上に形成された、有機物汚染を有しない表面を備えたマスキング層とを含んでなる膜厚測定用標準試料が開示されている（図３）。
ここで、マスキング層が無く、カーボン膜が露出した構造を膜厚測定用標準試料として用いると、膜厚測定装置内に存在する微量の有機汚染物が、測定中に標準試料表面に付着する。カーボン膜も有機物であるため、汚染物の付着により得られる膜厚測定値の増大を引き起こし、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、同文献では、上記構成により、有機物汚染を有しないマスキング層をカーボン膜上に形成することで、カーボン膜と、測定中に付着する有機汚染物質を区別している。これにより、測定装置内における有機物汚染に起因した測定精度の低下を伴わない膜厚測定用標準試料が提供できるとされている。
また、同文献では、マスキング層に付着した有機汚染物を測定前に紫外線照射や酸素プラズマ処理などを施すことにより除去することが記載されている。カーボン膜が露出した状態ではこれら処理を行うと、カーボン膜自体が除去されてしまうが、マスキング層の存在により有機汚染物を除去する工程を追加しても、下層のカーボン膜が同時に除去されることが防げるため、カーボン膜の膜厚変化が生じないとされている。
【０００８】
特許文献３（特開平１０−６４９６７号公報）には、基板上に評価用薄膜および保護用薄膜を形成した標準試料が記載されている。評価用薄膜としてボロフォスフォシリケイトガラス（Boron Phosphor Silicate Glass：ＢＰＳＧ）膜が用いられ、その保護用薄膜としては金蒸着膜等の金属膜が用いられる。これにより、評価用薄膜の吸湿による標準試料の劣化を防ぐことができるとされている。
【０００９】
また、膜厚測定用の標準試料に関する技術ではないが、特許文献４および５には、ＢＰＳＧ膜内の不純物濃度測定に用いる基準試料が記載されている。
特許文献４（特開平１０−７０１６８号公報）には、ＢＰＳＧ膜と膜外の水との接触を断つために、半導体基板上にＢＰＳＧ膜を形成し、アニーリングした後、遮断膜としてシリコン窒化膜またはプラズマ法で蒸着される酸化膜を蒸着して形成することが記載されている。
【００１０】
特許文献５（特開平９−２４６３３８号公報）には、シリコンウエハー上にＢＰＳＧ膜またはリンケイ酸塩ガラス（Phosphor Silicate Glass：ＰＳＧ）を形成した後、その上にＳｉ3Ｎ4を堆積してバリアフィルムとすることが記載されている。
【００１１】
また、技術分野は異なるが、金属酸化物薄膜の形成に関する技術として、特許文献６〜９に記載の技術がある。
特許文献６（特開２００５−７９３９０号公報）には、ゲート絶縁膜となる高誘電体膜としてＬａアルミネイト膜を形成することが記載されている。また、同文献には、Ｌａ2Ｏ3膜は吸水性の高い膜であることが記載されている。
【００１２】
特許文献７（再公表ＷＯ２００４／０８６４８６号公報）には、Ｌａ2Ｏ3膜を含む金属酸化物の積層薄膜をシリコン基板上に形成することが記載されている。
【００１３】
特許文献８（再公表ＷＯ１９９８／４８０７５号公報）には、耐食性に優れ、クロメート皮膜を代替するための表面処理金属板を形成する技術が記載されている。同文献では、希土類金属錯体をマトリックス中に含む皮膜を金属板上に形成することが記載されている。
【００１４】
特許文献９（特開２０００−３１１８８９号公報）には、ダマシンプロセスにおけるエッチング後の銅表面の腐食を防止するために、プラズマ処理をおこなうことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国公開第６６９６３４５号明細書
【特許文献２】特開２００１−１８４６３３号公報
【特許文献３】特開平１０−６４９６７号公報
【特許文献４】特開平１０−７０１６８号公報
【特許文献５】特開平９−２４６３３８号公報
【特許文献６】特開２００５−７９３９０号公報
【特許文献７】再公表ＷＯ２００４／０８６４８６号公報
【特許文献８】再公表ＷＯ１９９８／４８０７５号公報
【特許文献９】特開２０００−３１１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、ＬａおよびＬａ2Ｏ3の膜については、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して以下に説明するように、保管時の安定性の面で改善の余地があった。
図２（ａ）は、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3の膜を有する基板を模式的に示す断面図である。図２（ａ）に示した基板２００は、シリコン（Ｓｉ）基板２０１上にＬａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が設けられた構成を有する。
【００１７】
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、図２（ａ）に示した基板２００の保管時の変化を説明する断面図である。図２（ｃ）に示すように、ＬａおよびＬａ化合物は潮解性を有するため、長期保管すると、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が大気と反応して粉状に崩壊することがあった。
さらに、ＬａおよびＬａ2Ｏ3は大気中のフッ素（Ｆ）と反応してフッ化ランタンに変質する。このため、図２（ｂ）に示すように、１週間程度の短期保管においても、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜２０３が変質して膜厚変化が生じることがあった。
【００１８】
このように、Ｌａおよびその化合物は大気に接触すると変質する。よって、これらの材料を半導体製造プロセスに適用するには、膜厚測定用の標準試料についても、保管時の安定性を向上させなければならない。ところが、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜の保護に適した材質や製法は、これまで知られていなかった。
【００１９】
また、Ｌａおよびその化合物の変質は、背景技術の項で前述した材料に生じる変質とは異なっているため、保管時の安定性の向上のために解決すべき課題が異なる。このため、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜の保管時の安定性を向上させるためには、これまでに用いられてきた材料およびその保護膜とは異なる観点からの検討が必要であった。
すなわち、特許文献２における有機物汚染はカーボン膜厚測定時に生じるものであり、測定をせずにカーボン膜を長期保管するだけであれば問題はない。これに対して、ＬａおよびＬａ2Ｏ3膜は、大気中で１週間程度の短期保管にすら耐えられない。
【００２０】
また、Ｌａまたはその化合物の膜上に保護膜を形成したとしても、保護膜の材質によっては、保護膜中を酸素が拡散し、Ｌａまたはその化合物の膜に到達することが考えられる。このため、Ｌａまたはその化合物の膜に対しては、単に上部に膜を形成すればよいのではなく、Ｌａまたはその化合物の膜の変質に寄与する酸素やフッ素を拡散させない材質および製法とする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、
基板と、
該基板上に設けられた、ランタン（Ｌａ）を含む膜と、
Ｌａを含む前記膜の上部に設けられて前記膜を覆うとともに、金属窒化物を含む保護膜と、
を含む、膜厚測定用標準試料が提供される。
【００２２】
また、本発明によれば、
基板上に、Ｌａを含む膜を形成する工程と、
Ｌａを含む前記膜の表面に、前記膜を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜を形成する工程と、
を含み、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程および保護膜を形成する前記工程を、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう、膜厚測定用標準試料の製造方法が提供される。
【００２３】
本発明においては、Ｌａを含む膜上に保護膜として金属窒化物を含む膜が設けられる。金属窒化物を含む膜は、Ｌａを含む膜と大気との接触を遮断する機能を有するため、Ｌａを含む膜が大気に曝されて潮解およびフッ化することをいずれも抑制できる。これにより、Ｌａを含む膜の保管時の変質による膜厚変動を効果的に抑制することができる。
【００２４】
なお、これらの各構成の任意の組み合わせや、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた本発明の態様として有効である。
【００２５】
たとえば、本発明によれば、
Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する方法であって、
本発明における前記膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定するステップと、
前記試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップと、
膜厚測定用標準試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた測定値に基づいて、試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップで得られた前記試料中のＬａを含む膜の測定値を補正するステップと、
を含む、膜厚測定方法が提供される。
【００２６】
本発明によれば、
Ｌａを含む膜を有する半導体装置の製造方法であって、
基板上にＬａを含む前記膜を形成する第１工程と、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程で得られた前記膜の膜厚を測定する第２工程と、
本発明における前記膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、前記第２工程で得られた前記膜の膜厚の測定値を補正する第３工程と、
を含む、半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、膜厚測定に用いる標準試料中のＬａを含む膜の保管時の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態における膜厚測定用試料の構成を示す断面図である。
【図２】Ｌａまたはその化合物の膜を有する基板の構成を示す断面図である。
【図３】従来の膜厚測定用試料の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号が付され、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
【００３０】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本実施形態における膜厚測定用標準試料の構成を示す断面図である。
図１（ａ）に示した膜厚測定用標準試料１００は、基板（シリコン基板１０１等の半導体基板）、シリコン基板１０１上に設けられ、ランタン（Ｌａ）を含む膜（Ｌａ含有膜１０３）および保護膜１０５を含む。
【００３１】
Ｌａ含有膜１０３は、構成元素としてＬａを含む膜であり、Ｌａ膜であってもよいし、Ｌａ化合物の膜でもよい。また、Ｌａ含有膜１０３は、一種類の膜から構成されていてもよいし、二種類以上の膜の積層膜であってもよい。Ｌａ含有膜１０３は、さらに具体的には、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜である。
Ｌａ含有膜１０３は、たとえばシリコン基板１０１に接して設けられている。また、Ｌａ含有膜１０３は、シリコン基板１０１に設けられた酸化シリコン膜上に設けられていてもよい。
【００３２】
保護膜１０５は、Ｌａ含有膜１０３の上部に設けられてＬａ含有膜１０３を覆う。保護膜１０５は、大気とＬａ含有膜１０３との接触および反応を遮断する機能を有する。この遮断機能をより一層確実に発揮する観点からは、図１（ａ）に示したように、保護膜１０５がＬａ含有膜１０３の全面を覆うことが好ましい。
【００３３】
保護膜１０５は、Ｌａ含有膜１０３への酸素およびフッ素拡散に対するバリア性を有する材料として、金属窒化物を含む。このような特性を有する保護膜１０５を用いることで、Ｌａ含有膜１０３の大気との接触が防止される。これにより、図１（ｂ）に示すように、Ｌａ含有膜１０３の構成材料、たとえばＬａまたはＬａ2Ｏ3が潮解やフッ化することによって、Ｌａ含有膜１０３に膜厚変動や崩壊が生じるのを防ぐことができる。
【００３４】
保護膜１０５は、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉからなる群から選択される一種以上の金属元素を含んでいてもよい。保護膜１０５は、さらに具体的には、ＴｉＮ、ＡｌＮおよびＳｉ3Ｎ4からなる群から選択される一種以上の金属窒化物からなる。
【００３５】
また、保護膜１０５は、一種類の膜から構成されていてもよいし、二種類以上の膜の積層膜であってもよい。たとえば、保護膜１０５は、金属窒化物の膜と金属膜とが積層された構成であってもよい。金属膜として、たとえばそれ自身が酸素と反応することで酸素の下層への拡散を防止する膜を用いることができる。このような金属膜の材料として好適なものの例としては、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉが挙げられる。また、金属膜は、二種以上の金属の合金または混合物により構成されていてもよい。
【００３６】
また、保護膜１０５の膜厚は、広い範囲で変更可能だが、たとえば１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。
大気の拡散およびフッ化をさらに確実に抑制する観点からは、保護膜１０５の膜厚をたとえば１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上とする。
一方、下層のＬａ含有膜１０３の膜厚測定精度をさらに高める観点からは、たとえば２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下とする。
ここで、Ｌａ含有膜１０３の膜厚測定は、たとえばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy：ＸＰＳ法）により行う。ＸＰＳ法では、測定対象の薄膜にＸ線を入射した際に放出される光電子のエネルギーおよび強度分布を求めることで膜厚を算出する。このため、測定対象薄膜の上に保護膜１０５がある場合は、上記光電子が保護膜を通り抜ける必要がある。保護膜１０５が厚すぎると、光電子が保護膜１０５を通過しきれなくなり、検出エネルギー強度が低下する場合がある。すなわち、検出エネルギー強度とノイズレベルとの差が小さくなり、膜厚測定精度が低下する場合がある。
【００３７】
次に、膜厚測定用標準試料１００の製造方法を説明する。
まず、シリコン基板１０１上に、Ｌａ含有膜１０３を形成する（ステップ１１）。そして、Ｌａ含有膜１０３の表面に、Ｌａ含有膜１０３を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜１０５を形成する（ステップ１２）。
【００３８】
ステップ１１およびステップ１２は、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう。つまり、Ｌａ含有膜１０３形成後に大気開放することなく真空チャンバー内に試料を保持し、続けて保護膜１０５の形成をおこなう。これにより、Ｌａ含有膜１０３が大気に晒されることによる潮解およびフッ化の影響を全く受けることなく、保護膜１０５で大気から遮断することができる。
【００３９】
なお、Ｌａ含有膜１０３および保護膜１０５の形成方法は、これらの膜の材料等に応じて適宜選択される。たとえば化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法や物理気相成長法（Physical Vapor Deposition：ＰＶＤ）法などの一般的な手法によるが、これに限定されない。薄膜形成中の不純物の混入を抑制する観点からは、スパッタ法が好ましい。
【００４０】
得られた膜厚測定用標準試料１００においては、製造工程でのＬａ含有膜１０３の大気暴露が防止されており、また、Ｌａ含有膜１０３の薄膜表面が別の保護膜１０５で覆われている。このため、大気との接触による潮解や、フッ化などの変質が抑制される。これにより、Ｌａ含有膜１０３の膜厚変動や崩壊が抑制され、大気中で保管する際にも安定性に優れた構成となっている。このため、ＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚測定時に、膜厚既知の標準試料として好適に用いることができる。
【００４１】
次に、膜厚測定用標準試料１００を用いる膜厚測定方法を説明する。この膜厚測定方法は、Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のランタンを含む（Ｌａまたはその化合物の）膜の膜厚を測定する方法であり、以下のステップを含む。
ステップ２１：膜厚測定用標準試料１００のＬａ含有膜１０３の膜厚を測定する、
ステップ２２：試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する、および
ステップ２３：ステップ２１で得られたＬａ含有膜１０３の膜厚の測定値に基づいて、ステップ２２で得られた試料中のＬａを含む膜の測定値を補正する。
【００４２】
また、Ｌａを含む膜を有する半導体装置を製造する際に、上記膜厚測定方法を用いてもよい。このとき、半導体装置の製造方法は、たとえば以下の工程を含む。
ステップ３１：シリコン基板等の基板上にＬａを含む膜を形成する、
ステップ３２：ステップ３１で得られたＬａを含む膜の膜厚を測定する、および
ステップ３３：膜厚測定用標準試料１００中のＬａ含有膜１０３の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、ステップ３２で得られたＬａを含む膜の膜厚の測定値を補正する。
【００４３】
膜厚測定用標準試料１００は、Ｌａを含む膜を有する種々の半導体装置の製造プロセスに用いることができる。Ｌａを含む膜として、Ｌａ膜およびＬａ化合物膜が挙げられ、Ｌａ化合物膜の具体例として、Ｌａの酸化膜が挙げられる。
たとえば、上述した半導体装置の製造方法は、トランジスタを製造する工程を含んでもよく、ステップ３１の前に高誘電率膜を形成する工程と、ステップ３１の後にゲート電極として機能する金属膜を形成する工程と、をさらに含んでもよい。高誘電率膜には、たとえば、Ｔａ2Ｏ5、ＨｆＯ2およびＺｒＯ2等がある。このとき、Ｌａを含む膜を高誘電率膜とゲート電極の仕事関数を制御するために用いてもよい。
【００４４】
膜厚測定用標準試料１００を用いることにより、半導体装置を製造する際にＬａを含む膜の膜厚の制御性を向上させることができる。また、半導体製造プロセスにおいてＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚管理が可能になる。また、ＬａまたはＬａ化合物薄膜の膜厚測定用標準試料の長期使用が可能になるため、標準試料交換頻度が減少し、製造コストの削減に寄与する。
【００４５】
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 膜厚測定用標準試料
１０１ シリコン基板
１０３ Ｌａ含有膜
１０５ 保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられた、ランタン（Ｌａ）を含む膜と、
Ｌａを含む前記膜の上部に設けられて前記膜を覆うとともに、金属窒化物を含む保護膜と、
を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項２】
請求項１に記載の膜厚測定用標準試料において、
Ｌａを含む前記膜が、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜である、膜厚測定用標準試料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の膜厚測定用標準試料において、
前記保護膜が、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉからなる群から選択される一種以上の金属元素を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、
前記保護膜が、ＴｉＮ、ＡｌＮおよびＳｉ3Ｎ4からなる群から選択される一種以上の前記金属窒化物を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、前記基板がシリコン基板である、膜厚測定用標準試料。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、前記保護膜の厚さが１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、膜厚測定用標準試料。
【請求項７】
基板上に、Ｌａを含む膜を形成する工程と、
Ｌａを含む前記膜の表面に、前記膜を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜を形成する工程と、
を含み、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程および保護膜を形成する前記工程を、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう、膜厚測定用標準試料の製造方法。
【請求項８】
Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する方法であって、
請求項１乃至６いずれかに記載の膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定するステップと、
前記試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップと、
膜厚測定用標準試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた測定値に基づいて、試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた前記試料中のＬａを含む膜の測定値を補正するステップと、
を含む、膜厚測定方法。
【請求項９】
Ｌａを含む膜を有する半導体装置の製造方法であって、
基板上にＬａを含む前記膜を形成する第１工程と、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程で得られた前記膜の膜厚を測定する第２工程と、
請求項１乃至６いずれかに記載の膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、前記第２工程で得られた前記膜の膜厚の測定値を補正する第３工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、基板上に、高誘電率膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜を形成する工程と、をさらに含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられた、ランタン（Ｌａ）を含む膜と、
Ｌａを含む前記膜の上部に設けられて前記膜を覆うとともに、金属窒化物を含む保護膜と、
を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項２】
請求項１に記載の膜厚測定用標準試料において、
Ｌａを含む前記膜が、Ｌａ膜またはＬａ2Ｏ3膜である、膜厚測定用標準試料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の膜厚測定用標準試料において、
前記保護膜が、Ｔｉ、ＡｌおよびＳｉからなる群から選択される一種以上の金属元素を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、
前記保護膜が、ＴｉＮ、ＡｌＮおよびＳｉ3Ｎ4からなる群から選択される一種以上の前記金属窒化物を含む、膜厚測定用標準試料。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、前記基板がシリコン基板である、膜厚測定用標準試料。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか１項に記載の膜厚測定用標準試料において、前記保護膜の厚さが１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、膜厚測定用標準試料。
【請求項７】
基板上に、Ｌａを含む膜を形成する工程と、
Ｌａを含む前記膜の表面に、前記膜を覆うとともに金属窒化物を含む保護膜を形成する工程と、
を含み、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程および保護膜を形成する前記工程を、真空中で連続しておこなうとともに、大気中に曝すことなくおこなう、膜厚測定用標準試料の製造方法。
【請求項８】
Ｘ線光電子分光法を用いて試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する方法であって、
請求項１乃至６いずれかに記載の膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定するステップと、
前記試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定するステップと、
膜厚測定用標準試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた測定値に基づいて、試料中のＬａを含む膜の膜厚を測定する前記ステップで得られた前記試料中のＬａを含む膜の測定値を補正するステップと、
を含む、膜厚測定方法。
【請求項９】
Ｌａを含む膜を有する半導体装置の製造方法であって、
基板上にＬａを含む前記膜を形成する第１工程と、
Ｌａを含む膜を形成する前記工程で得られた前記膜の膜厚を測定する第２工程と、
請求項１乃至６いずれかに記載の膜厚測定用標準試料中のＬａを含む前記膜の膜厚を測定し、得られた測定値に基づいて、前記第２工程で得られた前記膜の膜厚の測定値を補正する第３工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、基板上に、高誘電率膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜を形成する工程と、をさらに含む、半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１９８９９６（Ｐ２０１１−１９８９９６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４００８（Ｐ２０１０−６４００８）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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