(57)【要約】      （修正有）【課題】一方で被処理基板を適度に酸化し、他方で被処理基板の酸化抑制を可能にする方法及び装置を提供する。【解決手段】金属膜及びポリシリコン膜が表面に露出している被処理基板を処理室に搬入する工程と、処理室に還元性ガスを導入し、プラズマ放電して還元性ガスプラズマを生成し、還元性ガスプラズマで被処理基板を処理する工程と、還元性ガスプラズマで被処理基板を処理する工程の後、処理室に酸素または酸素含有ガスを徐々に導入し、還元性ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、混合プラズマで前記被処理基板を処理する工程と、を有する。【選択図】図１
2011018909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属膜及びポリシリコン膜が表面に露出している被処理基板を処理室に搬入する工程と、
前記処理室に還元性ガスを導入し、プラズマ放電して還元性ガスプラズマを生成し、前記還元性ガスプラズマで被処理基板を処理する工程と、
前記還元性ガスプラズマで前記被処理基板を処理する工程の後、前記処理室に酸素または酸素含有ガスを徐々に導入し、前記還元性ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記混合プラズマで前記被処理基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記還元性ガスは、シリコンが反応しないガスである請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記還元性ガスは、水素である請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
金属膜及びポリシリコン膜が表面に露出している被処理基板を処理する処理室と、
前記処理室内に還元性ガス、酸素または酸素含有ガスを導入する混合ガス導入口と、
前記処理室内に還元性ガスを導入する還元性ガス導入口と、
前記処理室内を排気する排気口と、
前記被処理基板を前記処理室に搬入する制御と、前記処理室に還元性ガスを導入し、プラズマ放電して還元性ガスプラズマを生成し、前記還元性ガスプラズマで前記被処理基板を処理する制御と、前記還元性ガスプラズマで前記被処理基板を処理する工程の後、前記処理室に酸素または酸素含有ガスを徐々に導入し、還元性ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記混合プラズマで前記被処理基板を処理する制御と、を実施する制御手段と、
を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを用いて被処理基板を処理する基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層配線構造をなす半導体デバイスは、シリコン基板などの半導体ウエハの表面に成膜とパターンエッチングとを繰り返すことで製造されている。例えば、フラッシュメモリと呼ばれるデバイスでは、シリコン基板上に下層からフローティングゲート層、コントロールゲート層、及びコントロールゲート電極層を積層し、この積層膜をパターニングすることによりゲート構造体を構築している。
【０００３】
積層膜として、フローティングゲート電極層には例えばポリシリコンが使用されたり、コントロールゲート電極層には例えばタングステン（以下Ｗ）などの金属材料およびその化合物が使用されたりしているが、一般にこれらの成膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やスパッタなどを用いて形成される。また、パターニングはドライエッチング法を用い積層膜の表面を物理的に削ることにより行われる。
【０００４】
しかし、このゲート構造体も薄膜化、小型化されるにしたがい、各層間のリーク電流が無視できないものとなっている。また素子の微細化に伴いサイドウォールからのリーク電流もまた無視できなくなってきている。フラッシュメモリのゲート構造において、サイドウォール部分は最もリーク電流が流れやすい部分であり、電界集中により特にエッジ部分がリークしやすくなっている。サイドウォールを酸化し、リーク電流を抑制することができれば素子性能を向上させることができるが、その一方で金属元素を使ったコントロールゲート電極を酸化してしまうと、ゲート電極部分の抵抗率が上がったり、ホィスカと呼ばれるひげ状結晶が隣接した膜を貫通して成長し、デバイスを破壊したりしてしまうため、素子の性能、歩留まりを下げかねない。また、同時に露出した金属部分が基板処理時の雰囲気で昇華し、処理容器もしくは処理基板に付着してしまい、許容できない金属汚染を引き起こしている。
【０００５】
Ｗを酸化しにくい材料に置き換えることができれば、この問題は解決するが、現状では適当な材料が見当たらない。このため、他の解決方法として、コントロールゲート電極であるＷを酸化せずに、フローティングゲートを構成するポリシリコンのサイドウォールのみを酸化する方法を見つけることである。即ち、選択的にシリコンのみを酸化する選択酸化技術が必要となってきている。
【０００６】
そこで、従来、選択酸化処理プロセスとして検討されているのが、水分に代えて水素ガスと酸素ガスとの混合プラズマを使用してシリコンのみを選択酸化する手法である。この従来の選択酸化方法の一例を図７を用いて説明する。基板を処理室内に搬入した後、基板を所定の処理温度まで昇温し（基板昇温）、水素ガス（Ｈ２ガス）と酸素ガス（Ｏ２ガス）との混合ガス（Ｈ２＋Ｏ２ガス）を処理室内に流しながら、処理室内の圧力を所定の圧力に調整する（圧力調整）。処理室内の圧力が安定したら、プラズマ放電を開始し（放電開始）、放電を持続する。放電によりＨ２＋Ｏ２の混合プラズマを生成し、この混合プラズマで基板表面上に形成されたゲート構造体のサイドウォールを選択酸化する（基板処理）。
混合ガスの供給及び放電を停止して（放電停止）、選択酸化処理後、処理室から処理済み基板を搬出するために、処理室を真空搬送室と同圧化（１００Ｐａ近辺）する（基板搬出準備）。このようにＨ２ガスとＯ２ガスとの混合プラズマを使用してシリコンのみを選
択酸化しようとしている。
【０００７】
なお、関連する技術として、シリコン酸化膜を作成する工程において、Ａｒが放電しやすいという性質を持っていることから、初期増殖酸化を防止するために、最初にＡｒを導入し、次に酸素を導入して酸素ラジカルを活性化しているものがある（例えば、特許文献１参照）。また、自然酸化膜を除去するために水素によりクリーニングを実施するものもある（例えば、特許文献２参照）。さらに、タングステン（Ｗ）の還元による選択酸化を行っているものもある（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１６３２１３号公報
【特許文献２】特開２０００−１５０４７９号公報
【特許文献３】特開平８−１０２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、水素および酸素を含む混合ガスを使用して被処理基板を酸化する従来の方法では、被処理基板に水素ガスと酸素ガスとを同時に供給して、これらの混合ガスをプラズマ放電させているので、酸素ガスの急激な励起が起こり、被処理基板を急激に酸化するため、被処理基板の表面が荒れるという問題があった。例えば、上記被処理基板の表面が金属の場合は、酸素ガスの急激な励起により金属が酸化され、金属表面が荒れることがあった。
【００１０】
また、水素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる被処理基板への酸化処理終了時に、水素ガスと酸素ガスとの供給を同時に止めてプラズマ放電を停止すると、汚染が発生し、処理容器が汚染されてしまうことが分かっている。例えば、被処理基板上に金属が露出している場合は、少なからず金属も酸化されてしまい、酸化した金属が昇華されることによって金属汚染が発生している。したがって、ある枚数の被処理基板を処理した後、処理容器内に付着した汚染物質をクリーニングする必要があり、スループットが落ちるという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、一方で被処理基板の適度な酸化が可能で、他方で被処理基板の酸化抑制が可能な基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の課題は、被処理基板の酸化を抑制して表面荒れの少ない基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
また、本発明の課題は、被処理基板の酸化終了時に発生する汚染を抑制してスループットを向上することが可能な基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、被処理基板に供給する水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記混合プラズマで前記被処理基板を処理する工程と、前記被処理基板に供給する水素ガスをプラズマ放電して水素プラズマを生成し、前記水素プラズマで前記被処理基板を処理する工程とを有する基板処理方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混合プラズマで処理する工程では、水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合プラズマで被処理基板を処理するので、被処理基板を適度に酸化することができる。また、水素プラズマで処理する工程では、水素プラズマで被処理基板を処理するので被処理基板の酸化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態のプラズマ処理方法の説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係るＷ基板を酸化処理したときの表面のＳＥＭ写真であり、（ａ）は未処理、（ｂ）は比較例１、（ｃ）比較例２、（ｄ）は実施の形態のものである。
【図３】第２の実施の形態のガスフローおよび放電シーケンスの一例を示すプラズマ処理方法の説明図である。
【図４】第２の実施の形態を適用した金属汚染発生状況を示す説明図である。
【図５】従来例を適用した金属汚染発生状況を示す説明図である。
【図６】第１及び第２の実施の形態で使用しているＭＭＴプラズマ半導体製造装置の概略縦断面図である。
【図７】従来例のプラズマ処理方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を説明する。本発明のプラズマ処理炉は、電界と磁界により高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｔｙｐｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅ）を用いてウエハ等の被処理基板をプラズマ処理する基板処理炉（以下、ＭＭＴ装置と称する）である。このＭＭＴ装置は、気密性を確保した処理室に基板を設置し、シャワーヘッドを介して反応ガスを処理室に導入し、処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成するとともに磁界を形成し、マグネトロン放電を起こす。放電用電極から放出された電子がドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回することにより長寿命となって電離生成率を高めるので高密度プラズマを生成できる。
このように反応ガスを励起分解させて基板表面を酸化または窒化等の拡散処理、または基板表面に薄膜を形成する、または基板表面をエッチングする等、基板へ各種のプラズマ処理を施すことができる。
【００１６】
図６に、このようなＭＭＴ装置の概略構成図を示す。ＭＭＴ装置は、処理容器２０３を有し、この処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と第２の容器である碗型の下側容器２１１により形成され、上側容器２１０は下側容器２１１の上に被せられている。上側容器２１０は酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１はアルミニウムで形成されている。また後述するヒータ一体型の基板保持具（基板保持手段）であるサセプタ２１７を窒化アルミニウムや、セラミックス又は石英等の非金属材料で構成することによって、処理の際に膜中に取り込まれる金属汚染を低減している。
【００１７】
シャワーヘッド２３６は、処理室２０１の上部に設けられ、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備えている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入されたガスを分散するための分散空間として設けられる。
【００１８】
ガス導入口２３４には、ガスを供給するガス供給管２３２が接続されており、ガス供給管２３２は、開閉弁であるバルブ２４３ａ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１を介して図中省略の反応ガス２３０のガスボンベに繋がっている。シャワーヘッド２３６から反応ガス２３０が処理室２０１に供給され、また、サセプタ２１７の周囲から処理室２０１の底方向へ基板処理後のガスが流れるように下側容器２１１の側壁にガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５にはガスを排気するガス排気管２３１が接続されており、ガス排気管２３１は、圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂを介して排気装置である真空ポンプ２４６に
接続されている。
【００１９】
供給される反応ガス２３０を励起させる放電機構（放電手段）として、筒状、例えば円筒状に形成された第１の電極である筒状電極２１５が設けられる。筒状電極２１５は処理容器２０３（上側容器２１０）の外周に設置されて処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲んでいる。筒状電極２１５にはインピーダンスの整合を行う整合器２７２を介して高周波電力を印加する高周波電源２７３が接続されている。
【００２０】
また、筒状、例えば円筒状に形成された磁界形成機構（磁界形成手段）である筒状磁石２１６は筒状の永久磁石となっている。筒状磁石２１６は、筒状電極２１５の外表面の上下端近傍に配置される。上下の筒状磁石２１６、２１６は、処理室２０１の半径方向に沿った両端（内周端と外周端）に磁極を持ち、上下の筒状磁石２１６、２１６の磁極の向きが逆向きに設定されている。従って、内周部の磁極同士が異極となっており、これにより、筒状電極２１５の内周面に沿って円筒軸方向に磁力線を形成するようになっている。
【００２１】
処理室２０１の底側中央には、基板であるウエハ２００を保持するための基板保持具（基板保持手段）としてサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、例えば窒化アルミニウムやセラミックス、又は石英等の非金属材料で形成され、内部に加熱機構（加熱手段）としてのヒータ（図中省略）が一体的に埋め込まれており、ウエハ２００を加熱できるようになっている。ヒータは電力が印加されてウエハ２００を７００℃〜８００℃程度にまで加熱できるようになっている。
【００２２】
また、サセプタ２１７の内部には、さらにインピーダンスを変化させるための電極である第２の電極も装備されており、この第２の電極がインピーダンス可変機構２７４を介して接地されている。インピーダンス可変機構２７４は、コイルや可変コンデンサから構成され、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することによって、上記電極及びサセプタ２１７を介してウエハ２００の電位を制御できるようになっている。
【００２３】
ウエハ２００をマグネトロン型プラズマ源でのマグネトロン放電により処理するための処理炉２０２は、少なくとも処理室２０１、処理容器２０３、サセプタ２１７、筒状電極２１５、筒状磁石２１６、シャワーヘッド２３６、及びガス排気口２３５から構成されており、処理室２０１でウエハ２００をプラズマ処理することが可能となっている。
【００２４】
筒状電極２１５及び筒状磁石２１６の周囲には、この筒状電極２１５及び筒状磁石２１６で形成される電界や磁界を外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電界や磁界を有効に遮蔽する遮蔽板２２３が設けられている。
【００２５】
サセプタ２１７は下側容器２１１と絶縁され、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降機構（昇降手段）２６８が設けられている。またサセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられ、下側容器２１１底面にはウエハ２００を突上げるためのウエハ突上げピン２６６が少なくとも３箇所に設けられている。そして、サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時にはウエハ突上げピン２６６がサセプタ２１７と非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるような位置関係となるよう、貫通孔２１７ａ及びウエハ突上げピン２６６が配置される。
【００２６】
また、下側容器２１１の側壁には仕切弁となるゲートバルブ２４４が設けられ、開いている時には図中省略の搬送機構（搬送手段）により処理室２０１に対してウエハ２００を搬入、または搬出することができ、閉まっている時には処理室２０１を気密に閉じることができる。
【００２７】
また、制御手段としてのコントローラ１２１は信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｄを通じて整合器２７２、高周波電源２７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ２４１、バルブ２４３ａを、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変機構２７４をそれぞれ制御するよう構成されている。
【００２８】
次に図１に示したガスフロー及び放電シーケンスを用いて第１の実施の形態の基板処理方法を説明する。この基板処理方法は、上記のような構成の処理炉を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウエハ２００表面に対し、又はウエハ２００上に形成された下地膜の表面に対し所定のプラズマ処理を施す方法である。
ここでは、金属膜例えばタングステン（Ｗ）と、ポリシリコン膜とが露出している構成のウエハ表面（デバイス表面）を選択酸化する場合について説明する。このような構成はフラッシュデバイスのゲート構造に代表される。フラッシュデバイスのゲート構造は、例えば、シリコン基板上に、トンネルゲート酸化膜、ポリシリコン層からなるフローティング電極、ＯＮＯ（酸化膜−窒化膜−酸化膜）構造のインターポリシリコン層、ポリシリコン層とＷ層の２層構造からなるコントロール電極を順次積層したものである。
尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。
【００２９】
基板搬入工程
ウエハ２００は処理炉２０２を構成する処理室２０１の外部からウエハを搬送する図中省略の搬送機構によって処理室２０１に搬入され、サセプタ２１７上に搬送される。この搬送動作の詳細は次の通りである。サセプタ２１７が基板搬送位置まで下降し、ウエハ突上げピン２６６の先端がサセプタ２１７の貫通孔２１７ａを通過する。このときサセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突き上げピン２６６が突き出された状態となる。次に、下側容器２１１に設けられたゲートバルブ２４４が開かれ、図中省略の搬送機構によってウエハ２００をウエハ突上げピン２６６の先端に載置する。搬送機構が処理室２０１外へ退避すると、ゲートバルブ２４４が閉じられる。サセプタ２１７がサセプタ昇降機構２６８により上昇すると、サセプタ２１７上面にウエハ２００を載置することができ、更にウエハ２００を処理する位置まで上昇する。
【００３０】
基板昇温工程
サセプタ２１７に埋め込まれたヒータは予め加熱されており、搬入されたウエハ２００を室温〜７００℃の範囲の内、所定のウエハ処理温度に加熱する。真空ポンプ２４６、及びＡＰＣ２４２を用いて処理室２０１の圧力を０．１〜２６６Ｐａの範囲の内、所定の圧力に維持する。
【００３１】
圧力調整工程（水素（Ｈ２）ガス先行導入工程）
ウエハ２００を処理温度に加熱したら、ガス導入口２３４から遮蔽プレート２４０のガス吹出口２３９を介して、Ｈ２ガスを処理室２０１に配置されているウエハ２００の表面（処理面）に向けてシャワー状に導入して水素フローを行う（Ｈ２ガス先行導入工程）。このとき、Ｈ２ガスのガス量は１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲である。真空ポンプ２４６、及びＡＰＣ２４２を用いて処理室２０１内の雰囲気圧力を０．１〜２６６Ｐａの範囲内に調整する。
Ｈ２ガス流量の範囲の下限を１００ｓｃｃｍとしたのは調圧に必要な流量だからである。Ｈ２ガス流量の範囲の上限を１０００ｓｃｃｍとしたのは供給管路上の制約からであり、可能であればそれ以上流してもよい。圧力範囲の下限を０．１Ｐａとしたのは低圧制御の下限だからである。圧力範囲の上限を２６６Ｐａとしたのは、それよりも圧力を高くすると成膜レートが下がり好ましくないからである。
この圧力調整工程で供給するＨ２ガスは、後述する第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程でも連続して供給される。
【００３２】
水素プラズマ放電工程（第１工程）
処理室２０１内の圧力が安定したら、筒状電極２１５に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してプラズマ放電させ、放電を持続させる（放電開始時点から放電）。印加する高周波電力は、１００〜５００Ｗ程度の範囲内の出力値を投入する。このときインピーダンス可変機構２７４は予め所望のインピーダンス値に制御しておく。処理室２０１内の雰囲気はＨ２のみであるため、高周波電力の投入により、処理室２０１内に水素プラズマが生成される。水素プラズマ中には、Ｈ＋（水素イオン）、Ｈ＊（水素ラジカル）などが共存する。Ｈ＋やＨ＊は還元性雰囲気であるから、これらによりウエハ２００上の露出したＷ表面の酸化は抑制される。
先行ウエハの処理により、第１工程のガス中に酸素ガス（Ｏ２ガス）が残留していると考えられるが、Ｗの表面荒れを起こさない程度の量であると考えられる。その酸素濃度は、例えば３０秒程度処理容器を真空に引けば十分酸化抑制できる程度であり、１２％以下が望ましい。特に、酸素：水素を８：１とし、酸素濃度を１１．１％とすることが望ましい。
なお、第１工程に続く第２工程でも、プラズマ放電が連続して行われる。
【００３３】
基板処理工程（第２工程）
プラズマ放電開始から所定時間、たとえば３〜５秒、好ましくは５秒程度経過後、ガス導入口２３４から遮蔽プレート２４０のガス吹出口２３９を介してＯ２ガスを導入し始め、ガスフローをＨ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスにする。なお、上記所定時間はスループットの観点からは短い方が良いが、プラズマ放電を安定に制御できるまでには３〜５秒程度の時間が必要である。
処理室２０１へのＯ２ガスの導入は、プラズマ放電中はＨ２ガス雰囲気内に徐々にＯ２を添加するようにする。図１において、先行するＨ２ガスと後行する（Ｈ２＋Ｏ２）ガスとの境界を斜めにして示してある。ここで徐々にＯ２を添加するようにしたのは、放電によりＯ２がより急激にプラズマ励起されるを防ぎ、ウエハの表面に急激な酸化が起こるのをより確実に防止するためである。
【００３４】
実施の形態のＭＭＴ装置において、Ｈ２ガスとＯ２ガスは、ガス供給管２３２の途中で混合されるが、Ｏ２：Ｈ２の流量比は最終的に１：８程度となるよう制御する。Ｏ２：Ｈ２の流量比を１：８として水素リッチとしたのは、これよりも流量比が上がるとＯ２の割合が大きくなると）、Ｗとポリシリコンとの間で選択酸化ができなくなるからである。
一般的には、Ｈ２の割合が増えれば、それだけ還元性が高くなりＷ表面への酸化を一層抑制するので好ましいが、逆にポリシリコン表面上の酸化レートが低下するため好ましくない。従って、酸化レートの低下が許容できる範囲であれば、上記流量比は１：８よりも下げる（Ｈ２の割合を増やす）のが好ましい。
しかし、特にＭＭＴ装置の場合は、一般的なプラズマ装置と比較して、Ｏ２：Ｈ２の流量比を下げても（Ｈ２の割合を増やしても）酸化レートが低下しないという優れた特性を有するので、本発明の酸化処理装置として好適である。
【００３５】
処理室２０１内へのＯ２ガスの導入により、プラズマ生成領域２２４にＨ２ガスとＯ２ガスの混合ガス（Ｈ２＋Ｏ２ガス）の高密度プラズマが生成される。そして、生成された高密度プラズマにより、サセプタ２１７上のウエハ２００の表面にプラズマ処理が施される。このとき、Ｈ２ガスおよびＯ２ガスの混合ガスはプラズマにより乖離し、ＨおよびＯＨ等を生成する。ＯＨはシリコンおよびＷに作用してそれぞれの膜を酸化する。一方でＨはＷに対して還元性を持つため酸化されたＷ面を効果的に還元するが、他方でポリシリコンに対しては還元する力が弱いため、結果としてポリシリコンは酸化されるが、Ｗ面は酸
化されない。
【００３６】
上述したように第１の実施の形態において、第２工程でＨ２ガスとＯ２ガスとを同時に導入せずに、第１工程を設けてＨ２ガスを先行して導入しているのは、次の理由からである。
Ｈ２の還元力はＯ２の酸化力より弱く、同時にガスを導入した場合、Ｗが酸化されてＷの表面が荒れる。その荒れにより、ウエハ表面が凸凹になりシース抵抗値が一定とならない。また、Ｗ表面の酸化により酸化タングステンが発生し、それが処理容器２０３やウエハに付着する。処理容器２０３への付着は次のウエハ処理に影響を及ぼし、ウエハ２００への付着はトンネルゲート酸化膜の劣化等を起こし、結果的にリーク電流が発生する。そこで、第１工程ではＨ２ガスを先行導入して充分還元できる量を確保し、Ｈ２ガスの導入を継続した状態で、第２工程でＯ２ガスを導入するようにしている。
【００３７】
この場合、第１工程のＨ２ガスに対するＯ２ガスの流量比は、第２工程のＨ２ガスに対するＯ２ガスの流量比よりも小さくすることが好ましい。さらに、第１工程ではＨ２ガスを供給し、第２工程ではＨ２ガスの供給を継続するとともに、Ｈ２ガスに加えて酸Ｏ２ガスを供給することが好ましい。さらに、第１工程のガス中に含まれるＯ２ガスの流量を、第２工程の混合ガス中に含まれるＯ２ガスの流量よりも小さくすることが好ましい。さらに、第１工程ではＯ２ガスを供給しないことがより好ましい。
【００３８】
なお、第１工程及び第２工程で導入するガスは、シリコンが反応しない還元性ガスであればよく、還元性ガスとしてアンモニアが存在するが、アンモニアは窒化を伴うため、選択酸化には使用できない。また、従来技術文献のようにＡｒを導入した場合、Ａｒにより酸化を活性化させてしまうので、本発明の選択酸化には適さない。
【００３９】
基板搬出準備工程
Ｈ２＋Ｏ２ガスの供給及び放電を停止して選択酸化処理後、処理室２０１から処理済みウエハ２００を搬出するために、処理室２０１内を隣接する真空搬送室と同圧化する。
【００４０】
基板搬出工程
酸化処理が終わったウエハ２００は、図示略の搬送手段を用いて、基板搬入と逆の手順で処理室２０１外の所定位置に搬送し、ウエハ２００が所定の温度に冷えたら、装置の外へ払い出す。
【００４１】
上述した一連の工程を行ってウエハの酸化処理を完了する。
なお、一連の工程では、コントローラ１２１により高周波電源２７３の電力制御、整合器２７２の調整、バルブ２４３ａの開閉、マスフローコントローラ２４１の流量、ＡＰＣ２４２の弁開度、バルブ２４３ｂの開閉、真空ポンプ２４６の起動・停止、サセプタ昇降機構２６８の昇降動作、ゲートバルブ２４４の開閉、サセプタに埋め込まれたヒータに電力を印加する電源への電力制御をそれぞれ制御している。
【００４２】
上述したように第１の実施の形態によれば、デバイス表面にＷ膜とポリシリコン膜とが露出しているウエハに対して、Ｏ２ガスに先行してＨ２ガスを供給するので、デバイス表面の酸化を抑制することができる。また、Ｈ２ガスを供給してから所定時間経過後、プラズマ放電して水素プラズマを生成し、この還元性雰囲気である水素プラズマ雰囲気にウエハを晒すので、ウエハ２００上の露出したＷ表面の酸化は抑制される。また、プラズマ放電を継続している処理室に、Ｈ２ガスを流し続けるので、還元性を維持できる。また、プラズマ放電開始時にはウエハ上の雰囲気にＯ２が含まれていないため、ウエハが急激に酸化されることはなく、Ｗの表面荒れのない選択酸化処理を行うことができる。
【００４３】
また、Ｈ２ガス雰囲気中で放電を開始し、しかる後にＯ２ガスを徐々に添加することで、還元性を保ちつつ適度な酸化性を持たせることができるので、Ｏ２ガスの急激な励起を抑制し、急激なウエハの酸化を抑制できる。また、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスをプラズマ放電してＯＨおよびＨ等を生成するので、ウエハ上に露出したＷ部分の酸化をより確実に抑制し、ポリシリコン層のみをより確実に酸化できる。
【００４４】
また、Ｈ２プラズマを生成する放電開始前の圧力調整工程から、Ｈ２ガスによる処理室内のパージを行うと、処理室内におけるＯ２濃度を低減でき、より効率よく選択酸化を実施することができる。さらに、圧力調整工程前の基板昇温工程においてもＨ２ガスを流しながら昇温することにより、昇温段階からウエハの酸化を抑制することができる。
【００４５】
特に、Ｏ２およびＨ２の混合ガスもしくはＨ２単体のガスを励起させるプラズマ生成方法としてＭＭＴ（変形マグネトロン型）方式を使用すると、既存設備がそのまま使えるので、構造の簡素化をはかることができる。また、プラズマを使用することにより７００℃以下の低温でウエハを選択酸化処理することができる。また、酸化レートを落とすことなく、Ｏ２：Ｈ２の流量比を下げることができるので、Ｗ層の酸化を確実に防止できる。
【００４６】
図１に示すように、第１の工程でＨ２ガスを流してウエハを還元し、第２の工程でＨ２ガスとＯ２ガスを流し同時に止めてウエハを選択酸化したときのプロセス評価を行うために、Ｗ基板の表面を酸化処理する実験を行った。
図２にＷ基板の表面を酸化処理したときの実験結果をＳＥＭ写真で示す。（ａ）は未処理、（ｂ）はＯ２雰囲気で酸化（比較例１）、（ｃ）はＯ２＋Ｈ２雰囲気で酸化（比較例２）、（ｄ）は実施例のＨ２雰囲気で処理しながらＯ２を添加して酸化（実施例）したものである。
これらに共通する酸化条件は、ヒータ設定温度９００℃、炉内圧力１００Ｐａ、印加電力３５０Ｗである。また、比較例１ではＯ２流量４００ｓｃｃｍ、比較例２及び実施例ではＯ２ガス流量４４ｓｃｃｍ、Ｈ２ガス流量３５６ｓｃｃｍ（Ｏ２ガスとＨ２ガスの流量比１：８）である。
【００４７】
図２から、本実施例（ｄ）ではＷ基板表面は酸化せず表面荒れもないが、比較例１（ｂ）では酸化して表面形状が変化し酸化タングステンの結晶粒が確認できる程の表面荒れがあり、比較例２（ｃ）では僅かに酸化して表面荒れが残っているのが分かる。従って、これより本実施例による酸化処理法が、Ｗの酸化抑制に有効であり、Ｗ表面荒れを防止できることが分かった。
【００４８】
したがって、本発明の酸化処理方法を、例えばコントロールゲート電極にＷ等の金属を使うフラッシュメモリのゲート構造における酸化工程に適用すれば、被処理基板上に露出しているコントロールゲート電極部分を酸化することなく、ポリシリコン部分のサイドウォールを有効に酸化できる。
【００４９】
ところで、選択酸化において、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスを同時に止めるとＷが発生し、Ｗにより汚染されてしまうことが分かっている。その原因は、いくつか予想されるものの、まだ明確には分かっていないが、酸素プラズマによりウエハから汚染物質が放出され、この放出された汚染物質はプラズマ中に浮遊しており、プラズマ放電停止時に処理容器内に付着すると考えられる。したがって、所定枚数のウエハの処理をした後、処理容器２０３内に付着したＷをクリーニングする必要があり、スループットが落ちることになる。それを解決するためには、プラズマ放電停止前に浮遊するＷ量を少なくする必要がある。
【００５０】
図３は、そのような第２の実施の形態の基板処理方法を説明したガスフロー及び放電シーケンス図である。図１に示す第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態では、
混合プラズマによる選択酸化の終了時に、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの供給を同時に止めてプラズマ放電を停止しているが、第２の実施の形態では、Ｏ２ガスの供給を止めた後もＨ２ガスの供給をしばらく続けて、水素プラズマでウエハの処理を継続している点が異なる。
以下に説明する第２の実施の形態では、基板処理工程を、第１の基板処理工程（第２の工程）と同じであるにもかかわらず、第３の工程と称している。その理由は第２の実施の形態の第３工程の後に行われる第４工程は、必ずしも第１の実施の形態の水素プラズマ放電工程（第１工程）、基板処理工程（第２工程）の後に第３工程として連続した工程として加える必要はなく、水素プラズマ放電工程とは切り離して、基板処理工程の後にＯ２ガス導入停止工程が行われればよいことから、第１の実施の形態と同じ基板処理工程を敢えて第３の工程と称したものである。
【００５１】
基板処理工程（第３工程）
図３に示すように、第１の実施の工程の基板処理工程（第２工程）と同じであり、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合プラズマによる選択酸化処理をウエハ２００に対して行う。
【００５２】
Ｏ２ガス導入停止工程（第４工程）
選択酸化処理のためのプラズマ放電終了間際には、酸素フローを止め、ガスフローをＨ２ガスのみとして高周波電源２７３から印加する高周波電力を、第３の工程より低い１００Ｗ以下程度まで低減した放電を行う。この放電電力の低減は、図３において、放電量を示す高さを漸次低くすることによって示してある。ガスフローをＨ２ガスのみとし、１００Ｗ程度まで放電電力を低減することにより、処理室２０１の雰囲気中のＨだけが励起され、処理室２０１の雰囲気中のＷは励起されたＨにより還元され、処理室２０１内から速やかに排気される。ここで、印加する高周波電力の低減は、段階的に行っても良いし、もしくは連続的に行っても良い。
バルブ２４３ａを閉じてガス導入口２３４からのＨ２ガスの供給を止めるとともに、筒状電極２１５への高周波電力の印加を止めて放電を停止し、基板処理を終わらせ、基板搬出準備に入る。
【００５３】
ここで、Ｏ２ガス導入を止めることによりＷの発生を抑制できる理由は、必ずしも明確になっていないが、次のように推測される。
水素ラジカルより酸素ラジカルの方が寿命が長いため、Ｈ２ガスとＯ２ガスの導入を同時に停止した場合、酸素ラジカルが水素ラジカルより長く残留すると考えられる。その結果、生き残った酸素ラジカルによりＷが酸化され、処理容器２０３内に飛散する。そこで、Ｏ２ガス導入を先に止めることにより、水素ラジカルと酸素ラジカルの寿命を同時に尽きるようにしてＯ２ガスの残留を無くし、Ｗの発生を抑制する。
【００５４】
この場合、第４工程のガス中の酸素濃度は例えば３０秒程度処理容器を真空に引けば十分酸化抑制できる程度であり、１２％以下が望ましい。特に、酸素：水素を８：１とし、酸素濃度を１１．１％とすることが望ましい。また、第３工程のＨ２ガスに対するＯ２ガスの流量比を、第４工程の混合ガスに対するＯ２ガスの流量比よりも小さくすることが好ましい。さらに第３の工程では混合プラズマによりウエハを選択酸化し、第４の工程ではＯ２ガスの供給を停止することが好ましい。さらに、第４工程のガス中に含まれるＯ２ガスの流量を、第３工程の混合ガス中に含まれるＯ２ガスの流量よりも小さくすることが好ましい。さらに、第４工程ではＯ２ガスを供給しないことがより好ましい。
【００５５】
このように第２の実施の形態では、第３の工程で酸素プラズマと水素プラズマとによる選択酸化を行い、第４の工程でＯ２ガスの供給を止め、Ｈ２ガスのみのプラズマを生成し、ウエハ２００からのＷ汚染を抑制している。これにより、プラズマ放電停止前に浮遊するＷ量を少なくすることができるので、従来例と同じ枚数のウエハの処理をした後であっても、処理容器２０３内に酸化Ｗが付着しないか、付着しても僅かであるので、Ｗをクリ
ーニングする必要がなくなり、スループットをより向上することができる。
【００５６】
図３に示すように、第３の工程で酸素プラズマと水素プラズマとによる選択酸化を行い、第４の工程でＯ２ガスの供給を止め、Ｈ２ガスのみのプラズマを生成し、ウエハからのＷ汚染を抑制したときのプロセス評価を行うために、第２の実施の形態（図３）及び従来例（図７）のガスフロー及び放電シーケンスをそれぞれ適用した処理容器２０３内の金属汚染発生状況の実験を行った。
図４及び図５に、第３の実施の形態及び従来例をそれぞれ適用した際の処理容器２０３内の金属汚染発生状況の実験結果を示す。縦軸は濃度を示し、単位はａｔｍｓ／ｃｍ２である。横軸は各元素を示し、左から右に向かってＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、そして注目しているＷが並んでいる。各金属の汚染濃度は棒グラフで示してある。
図４において、「処理前」…「１０枚後」…「２５枚後」とあるのは、それぞれ１枚目のウエハを処理する前の汚染状況・・・１０枚目のウエハを処理した後の汚染状況…２５枚目のウエハを処理した後の汚染状況を表している。また、図５において、「１枚後」…「１０枚後」とあるのは、同じく、１枚目のウエハを処理した後の汚染状況・・・１０枚目のウエハを処理した後のそれぞれの汚染状況を表している。汚染状況を表わしている棒グラフは、同一の金属について複数本隣接して並んでいるときは、左から右に向かってウエハの処理枚数が増えているように描いてある。
図５に示す従来例のＷの汚染状況では、「１枚目」から既に１．７０×１０１１［ａｔｍｓ／ｃｍ２］近くにも達し、「２枚目」〜「１０枚後」では、軒並１．００×１０１２［ａｔｍｓ／ｃｍ２］を超えるという高いＷ濃度が検出されている。
これに対して、図４に示す実施の形態のＷ汚染状況では、５枚後、１０枚後でも、１．３×１０１０［ａｔｍｓ／ｃｍ２］前後の低いＷ濃度を示しており、従来例と比較してＷの濃度が著しく減少していることがわかる。また、１５枚以降でもＷの濃度が増えず、１．５０×１０１０［ａｔｍｓ／ｃｍ２］を超えることがないことから、継続的にＷによる金属汚染を低減できることがわかった。
【００５７】
なお、上述した第１の実施の形態と第２の実施の形態の基板処理方法は、それらの方法を切り離して独立して実施する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第１の実施の形態の基板処理工程（第２工程）と第２の実施の形態の基板処理工程（第３工程）とを同じ工程として重ねて扱い、第１工程から第４工程を連続工程として実施することも可能であり、そのようにした場合、特に表面荒れ及びＷ汚染防止の効果が大きい。
【００５８】
また、上述した両実施の形態ではＨ２ガスとの混合ガスにＯ２ガスを用いたが、Ｏ２ガスの他に酸素含有ガスを用いても良く、酸素含有ガスとしては、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガスがある。また、本発明が適用できる金属にはＷ（タングステン）の他に、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐａ（パラジウム）、Ｒｏ（ロジウム）、Ｒｕ（ルビジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）等がある。また、実施の形態ではフラッシュメモリのゲート構造に適用した場合を説明したが、本発明は、ＤＲＡＭのゲート構造にも適用可能である。
【００５９】
本発明の好ましい態様を付記する。
第１の態様は、被処理基板に供給する水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記混合プラズマで前記被処理基板を処理する工程と、前記被処理基板に供給する水素ガスをプラズマ放電して水素プラズマを生成し、前記水素プラズマで前記被処理基板を処理する工程とを有する基板処理方法である。
混合プラズマで処理する工程では、水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合プラズマで被処理基板を処理するので、被処理基板を適度に酸化することができる。また、水素プ
ラズマで処理する工程では、水素プラズマで被処理基板を処理するので被処理基板の酸化を抑制できる。
【００６０】
第２の態様は、第１の態様において、前記水素プラズマで処理する工程を第１の工程とし、前記第１の工程の後に第２の工程として前記混合プラズマで処理する工程を行うことを特徴とする。
水素ガスと酸素ガスとを同時に供給すると、プラズマ放電開始直後では酸素のみが先に活性化し、被処理基板の表面がわずかに酸化され、その後の水素の活性化によりその酸化膜は除去され、被処理基板に表面荒れが残るという現象が生じていると考えられる。したがって、本態様のように、先に水素ガスのみでプラズマ放電する第１工程を追加し、その後に水素ガスと酸素ガスとの供給を行って、酸化処理が開始される第２工程を行うようにすると、被処理基板の酸化を抑制しつつ被処理基板を酸化することができ、被処理基板の急激な酸化を抑制して表面荒れの少ない処理を行うことができる。
【００６１】
第３の態様は、第２の態様において、前記第１工程のガス中の酸素濃度を温度により体積比酸素１に対して水素８以上（１１．１％以下）にすることを特徴とする。
第１工程を行う際、被処理基板上に酸素が残留している場合に、特に、被処理基板の酸化抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、酸素濃度を１１．１％以下にするので、被処理基板の酸化を確実に抑制でき、表面荒れのより少ない処理を行うことができる。
【００６２】
第４の態様は、第２の態様において、第１工程の前記水素ガスに対する酸素ガスの流量比を、第２工程の前記水素ガスに対する酸素ガスの流量比よりも小さくすることを特徴とする。
第１工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、被処理基板の酸化抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第１工程の酸素ガス流量比を第２工程の酸素ガス流量比よりも小さくするので、被処理基板の酸化を確実に抑制できる。また第２工程では、第２工程の酸素ガス流量比が第１工程の酸素ガス流量比よりも大きくなるので、被処理基板を適度に酸化することができ、表面荒れのより少ない処理を行うことができる。
【００６３】
第５の態様は、第２の態様において、前記第１工程では水素ガスを供給し、前記第２工程では前記水素ガスの供給を継続するとともに、該水素ガスに加えて酸素ガスを供給することを特徴とする。
第１工程を行う際、被処理基板上に酸素ガスが残留している場合に、特に、被処理基板の酸化抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第１工程で水素ガスを供給するので、被処理基板の酸化を確実に抑制できる。また第２工程では、水素ガスに加えて酸素ガスを供給するので、被処理基板を適度に酸化することができ、表面荒れのより少ない処理を行うことができる。
【００６４】
第６の態様は、第２の態様において、第１工程のガス中に含まれる酸素ガスの流量を、第２工程の前記混合ガス中に含まれる酸素ガスの流量よりも小さくすることを特徴とする。
第１工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、被処理基板の酸化抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第１工程の酸素ガス流量を第２工程の酸素ガス流量よりも小さくするので、被処理基板の酸化を確実に抑制できる。また第２工程では、第２工程の酸素ガス流量が第１工程の酸素ガス流量よりも大きくなるので、被処理基板を適度に酸化することができ、表面荒れのより少ない処理を行うことができる。
【００６５】
第７の態様は、第２の態様において、第１工程では酸素ガスを供給しないことを特徴とする。
第１工程を行う際、酸素ガスが供給される場合に、特に、被処理基板の酸化抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第１工程では酸素ガスを供給しないので、被処理基板の酸化を確実に抑制でき、表面荒れのより少ない処理を行うことができる。
【００６６】
第８の態様は、第１の態様において、前記混合プラズマで処理する工程を第３の工程とし、前記第３の工程の後に第４の工程として前記水素プラズマで処理する工程を行うことを特徴とする。
酸素プラズマにより被処理基板から汚染物質が放出され、この放出された汚染物質はプラズマ中に浮遊しており、プラズマ放電停止時に被処理基板上に付着すると考えられる。したがって、本態様のように第３工程の後に、水素プラズマで処理する第４の工程を行うと、酸化終了時に発生する汚染を抑制してスループットを向上することができる。
【００６７】
第９の態様は、第８の態様において、前記第４工程のガス中の酸素濃度を３０秒程度処理容器を真空に引けば十分酸化抑制できる程度であり、１２％以下が望ましい。特に、酸素：水素を８：１とし、酸素濃度を１１．１％にすることを特徴とする。
第４工程を行う際、酸素が残留している場合に、特に、酸素に起因する汚染が問題となりやすいが、本態様によれば、酸素濃度を１１．１％にするので、酸化終了時に発生する汚染を確実に抑制してスループットをより向上することができる。
【００６８】
第１０の態様は、第８の態様において、第３工程の前記水素ガスに対する酸素ガスの流量比を、第４工程の前記混合ガスに対する酸素ガスの流量比よりも小さくすることを特徴とする。
第４工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、汚染抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第４工程の酸素ガス流量比を第３工程の酸素ガス流量比よりも小さくするので、酸化終了時に発生する汚染を確実に抑制してスループットをより向上することができる。
【００６９】
第１１の態様は、第８の態様において、第３の工程では前記混合プラズマにより前記被処理基板を選択酸化し、第４の工程では酸素ガスの供給を停止することを特徴とする。
第４工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、汚染抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第４工程では酸素ガスの供給を停止するので、酸化終了時に発生する汚染を確実に抑制してスループットをより向上することができる。
【００７０】
第１２の態様は、第８の態様において、第４工程のガス中に含まれる酸素ガスの流量を、第３工程の前記混合ガス中に含まれる酸素ガスの流量よりも小さくすることを特徴とする。
第４工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、汚染抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第４工程の酸素ガス流量を第３工程の酸素ガス流量よりも小さくするので、酸化終了時に発生する汚染を確実に抑制してスループットをより向上することができる。
【００７１】
第１３の態様は、第８の態様において、第４工程では酸素ガスを供給しないことを特徴とする。
第４工程を行う際、ガス中に酸素ガスが含まれている場合に、特に、汚染抑制が不充分になるという問題が生じやすいが、本態様によれば、第４工程では酸素ガスを供給しないので、酸化終了時に発生する汚染を確実に抑制してスループットをより向上することがで
きる。
【００７２】
第１４の態様は、被処理基板を処理する処理室と、前記処理室内に水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスを導入する混合ガス導入口と、前記処理室内に水素ガスを導入する水素ガス導入口と、前記処理室内を排気する排気口と、前記処理室内に導入された前記混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記処理室内に導入された水素ガスをプラズマ放電して水素プラズマを生成するプラズマ生成手段と、前記混合ガス導入口から導入した前記混合ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気し、前記水素ガス導入口から導入した前記水素ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気するよう制御する制御手段を有することを特徴とする。
前記混合ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した混合プラズマを前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気し、前記水素ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した水素プラズマを前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気するよう制御する制御手段を有することによって、第１の態様の基板処理方法を容易に実施できる。
【００７３】
第１５の態様は、第１４の態様において、前記制御手段が、前記水素ガス導入口から導入した前記水素ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気した後、前記混合ガス導入口から導入した前記混合ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気するよう制御する制御手段であることを特徴とする。制御手段が、前記水素ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した水素プラズマを前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気した後、前記混合ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した混合プラズマを前記被処理基板に供給しつつ排気するよう制御する制御手段であると、第２の態様の基板処理方法を容易に実施できる。
【００７４】
第１６の態様は、第１４の態様において、前記制御手段が、前記混合ガス導入口から導入した前記混合ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気した後、前記水素ガス導入口から導入した前記水素ガスをプラズマ放電して前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気するよう制御する制御手段であることを特徴とする。制御手段が、前記混合ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した混合プラズマを前記被処理基板に供給しつつ排気口から排気した後、前記水素ガス供給口から導入してプラズマ放電により生成した水素プラズマを前記被処理基板に供給しつつ前記排気口から排気するよう制御する制御手段であると、第８の態様の基板処理方法を容易に実施できる。
【００７５】
第１７の態様は、被処理基板に供給する水素ガスと酸素または酸素含有ガスとの混合ガスをプラズマ放電して混合プラズマを生成し、前記混合プラズマで前記被処理基板を処理する工程と、前記被処理基板に供給する水素ガスをプラズマ放電して水素プラズマを生成し、前記水素プラズマで前記被処理基板を処理する工程とを有する半導体装置の製造方法である。
【００７６】
第１８の態様は、第１７の態様において、前記水素プラズマで処理する工程を第１の工程とし、前記第１の工程の後に第２の工程として前記混合プラズマで処理する工程を行うことを特徴とする。
【００７７】
第１９の態様は、第１７の態様において、前記混合プラズマで処理する工程を第３の工程とし、前記第３の工程の後に第４の工程として前記水素プラズマで処理する工程を行うことを特徴とする。
【符号の説明】
【００７８】
２００  ウエハ（被処理基板）
２３４  ガス導入口
２４０  シャワープレート
２２４  プラズマ生成領域
【図１】
2011018909.tif 000003
【図２】
2011018909.tif 000004
【図３】
2011018909.tif 000005
【図４】
2011018909.tif 000006
【図５】
2011018909.tif 000007
【図６】
2011018909.tif 000008
【図７】
2011018909.tif 000009