(57)【要約】【課題】金属含有膜の酸化を抑制しつつシリコン含有膜の選択酸化を行い、シリコン含有膜中に侵入した水素の残留を抑制する。【解決手段】基板を第１の温度に加熱しつつ、処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給した状態でプラズマ放電して所定時間維持する工程と、基板を第１の温度よりも高い第２の温度で加熱しつつ、処理室内に希ガスを供給して処理室内を希ガスの雰囲気に所定時間維持する工程と、を有する。【選択図】図１
2012054475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内に水素含有ガス、酸素含有ガス、希ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にプラズマ放電を生じさせるプラズマ生成部と、
前記ガス供給部、前記プラズマ生成部及び前記加熱部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記処理室内に搬入された前記基板を第１の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスを供給させた状態でプラズマ放電させて所定時間維持させた後、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記希ガスを供給させて前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持させるよう制御する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板を第１の温度に加熱しつつ、前記処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給した状態でプラズマ放電して所定時間維持する工程と、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱しつつ、前記処理室内に希ガスを供給して前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持する工程と、
処理済みの前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置の製造工程の中には、基板上に例えばゲート構造を形成する工程がある。具体的には、シリコン基板等の基板上に、シリコン含有膜と金属含有膜とをこの順に積層し、ドライエッチング等の手法を用いてそれぞれの膜をパターニングする。パターニングにより生じたシリコン含有膜の側壁のダメージの修復には、選択酸化が行われる。選択酸化は、金属含有膜の酸化を抑制しつつ主にシリコン含有膜のみを選択的に酸化させる手法である。
【０００３】
選択酸化は、例えば基板を処理する処理室と、基板を加熱する加熱部と、処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給するガス供給部と、処理室内にプラズマ放電を生じさせるプラズマ生成部と、を有する基板処理装置を用い、以下の工程により行われる。すなわち、シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理室内に搬入して所定温度に加熱し、処理室内に上記のガスを供給してプラズマ放電し、水素の還元作用を利用することで主にシリコン含有膜のみを酸化して行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
選択酸化では、金属含有膜の酸化が抑制される条件下で、つまり、基板を例えば７００℃以下の低温にしたり、全ガス流量に対する水素含有ガスの流量を例えば７０％以上に高めたりして処理を行う。しかし、係る条件下で選択酸化を行うと、例えばシリコン含有膜中に水素が侵入したり残留したりし易くなり、半導体装置の信頼性を低下させてしまう場合があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、金属含有膜の酸化を抑制しつつシリコン含有膜の選択酸化を行い、シリコン含有膜中に侵入した水素の残留を抑制することができる基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理する処理室と、前記基板を加熱する加熱部と、前記処理室内に水素含有ガス、酸素含有ガス、希ガスを供給するガス供給部と、前記処理室内にプラズマ放電を生じさせるプラズマ生成部と、前記ガス供給部、前記プラズマ生成部及び前記加熱部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記処理室内に搬入された前記基板を第１の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスを供給させた状態でプラズマ放電させて所定時間維持させた後、前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記希ガスを供給させて前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持させるよう制御する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理室内に搬入する工程と、前記基板を第１の温度に加熱しつつ、前記処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給した状態でプラズマ放電して所定時間維持する工程と、前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱しつつ、前記処理室内に希ガスを供給して前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持する工程と、処理済みの前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属含有膜の酸化を抑制しつつシリコン含有膜の選択酸化を行い、シリコン含有膜中に侵入した水素の残留を抑制することができる基板処理装置及び半導体装置の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置としての変形マグネトロン型プラズマ処理装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程の各処理及びガス供給のタイミング図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る基板処理工程の各処理及びガス供給のタイミング図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程で処理される基板上のゲート構造の形成方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置について、図１を用いて以下に説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置としての変形マグネトロン型プラズマ処理装置の断面図である。
【００１２】
本実施形態に係る基板処理装置は、電界と磁界と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、シリコン基板等のウエハ２００をプラズマ処理する変形マグネトロン型プラズマ処理装置（以下、ＭＭＴ装置１００と記載）である。このＭＭＴ装置１００では、機密性を保持した処理室２０１内にウエハ２００を設置し、処理室２０１内に供給したプロセスガスに、一定の圧力下で高周波電圧をかけてマグネトロン放電を起こす。ＭＭＴ装置１００によれば、このようにプロセスガスを励起分解させて、ウエハ２００表面に酸化、窒化等の拡散処理を行ったり、薄膜を形成したり、またはウエハ２００表面をエッチングしたりする等の各種プラズマ処理を施すことができる。
【００１３】
（処理室）
図１に示すとおり、ＭＭＴ装置１００は、ウエハ２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２には、処理室２０１を構成する処理容器２０３が設けられている。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とを備えている。そして、上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより、処理室２０１が形成される。また上側容器２１０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。
【００１４】
また、下側容器２１１の下部側壁には、ゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４が開いているときには、搬送機構（図示せず）を用いて処理室２０１内へウエハ２００を搬入し、または処理室２０１外へとウエハ２００を搬出することができるようになっている。ゲートバルブ２４４が閉まっているときには、処理室２０１内の機密性
を保持する仕切弁として機能する。
【００１５】
（サセプタ・第１加熱部）
処理室２０１の底側中央には、ウエハ２００を載置する基板載置台としてのサセプタ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（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料から形成されており、ウエハ２００上に形成される膜等の金属汚染を低減することができる。
【００１６】
サセプタ２１７の内部には、第１加熱部としてのヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｂに電力が供給されると、ウエハ２００表面を例えば４００℃〜９００℃程度まで加熱することができる。
【００１７】
サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７内部には第２の電極（図示せず）が装備されており、この第２の電極は、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ており、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り、第２の電極及びサセプタ２１７を介して、ウエハ２００の電位（バイアス電圧）を制御できるようになっている。
【００１８】
サセプタ２１７には、サセプタ昇降機構２６８が設けられている。そしてサセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられ、一方、下側容器２１１の底面には基板突上げピン２６６が設けられている。貫通孔２１７ａと基板突上げピン２６６は互いに対向する位置に、少なくとも各３箇所ずつ設けられている。このため、サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられたときには、基板突上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で、貫通孔２１７ａを突き抜ける。また、サセプタ昇降機構２６８は、サセプタ２１７上面の中心を通る垂直軸回りにサセプタ２１７を回転させるサセプタ回転機能を備えている。プラズマ処理中にウエハ２００を回転させることで、ウエハ２００面内におけるプラズマ処理の均一性が向上する。
【００１９】
（第２加熱部）
処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上面には、光透過窓２７８が設けられ、光透過窓２７８上の反応容器２０３外側には、第２加熱部としてのランプ加熱ユニット２８０が設置されている。ランプ加熱ユニット２８０は、サセプタ２１７と対抗する位置に設けられ、ウエハ２００の上部からウエハ２００を加熱するよう構成されている。ランプ加熱ユニット２８０を点灯することで、ヒータ２１７ｂと比較してより短時間でウエハ２００を加熱することができる。
【００２０】
主に、第１加熱部としてのヒータ２１７ｂ、第２加熱部としてのランプ加熱ユニット（ランプ加熱装置）２８０により、本実施形態に係る加熱部が構成されている。
【００２１】
（ガス供給部）
光透過窓２７８が設けられた上側容器２１０の処理室２０１側には、シャワーヘッド２３６が設けられている。シャワーヘッド２３６は、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とを備えており、プロセスガスを処理室２０１内へ供給する。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入されるプロセスガスを分散するための分散空間としての機能を持つ。
【００２２】
ガス導入口２３４には、水素含有ガスとしての水素（Ｈ２）ガスを供給する水素含有ガス供給管２３２ａの下流端と、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素含
有ガス供給管２３２ｂの下流端と、希ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給する希ガス供給管２３２ｃの下流端とが合流するように接続されている。水素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順にＨ２ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ａ、開閉弁としてのバルブ２５２ａが設けられている。酸素含有ガス供給管２３２ｂには、上流側から順にＯ２ガス供給源２５０ｂ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｂ、開閉弁としてのバルブ２５２ｂが設けられている。希ガス供給管２３２ｃには、上流側から順にＨｅガス供給源２５０ｃ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｃ、開閉弁としてのバルブ２５２ｃが設けられている。マスフローコントローラ２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃによりそれぞれのガスの流量を制御しつつ、バルブ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃを開閉させることにより、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを介して、処理室２０１内へ所定流量のプロセスガス（例えばＨ２ガス及びＯ２ガス）や希ガス（例えばＨｅガス）を供給自在に構成されている。
【００２３】
主に、シャワーヘッド２３６（蓋体２３３、ガス導入口２３４、バッファ室２３７、開口２３８、遮蔽プレート２４０、ガス吹出口２３９）、水素含有ガス供給管２３２ａ、酸素含有ガス供給管２３２ｂ、希ガス供給管２３２ｃ、Ｈ２ガス供給源２５０ａ、Ｏ２ガス供給源２５０ｂ、Ｈｅガス供給源２５０ｃ、マスフローコントローラ２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、バルブ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃにより、本実施形態に係るガス供給部が構成されている。
【００２４】
（排気部）
下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内からプロセスガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。そしてガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁としてのバルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。
【００２５】
主に、ガス排気口２３５、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６により、本実施形態に係る排気部が構成されている。
【００２６】
（プラズマ生成部）
処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の外側壁には、処理室２０１を囲うように、第１の電極としての筒状電極２１５が設けられている。筒状電極２１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極２１５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に接続されている。筒状電極２１５はこのような構成により、処理室２０１内に供給されるプロセスガスをプラズマ励起させる放電機構として機能する。
【００２７】
筒状電極２１５の外側表面の上下端部には、上側磁石２１６ａ、下側磁石２１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂは、ともに筒状、例えば円筒状に形成された永久磁石により構成されている。上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂは、処理室２０１に向いた面側とその反対の面側に磁極を有している。そして、上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂの磁極の向きは、逆向きになるよう配置されている。すなわち、上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂの処理室２０１に向いた面側の磁極同士は互いに異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って円筒軸方向の磁力線が形成される。
【００２８】
上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂにより磁界を発生させ、さらに処理室２０１内にプロセスガスを導入した後、筒状電極２１５に高周波電力を供給して電界を形成すると、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４にマグネトロン放電プラズマが生成される
。放出された電子を上述の電磁界が周回運動させることによって、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命かつ高密度のプラズマを生成させることができる。
【００２９】
なお、筒状電極２１５、上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が他の装置や外部環境に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽する金属製の遮蔽板２２３が設けられている。
【００３０】
主に、筒状電極２１５、整合器２７２、高周波電源２７３、上側磁石２１６ａおよび下側磁石２１６ｂにより、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。
【００３１】
（制御部）
制御部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、および真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてヒータ２１７ｂ、インピーダンス可変機構２７４を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｅを通じて整合器２７２、および高周波電源２７３を、信号線Ｆを通じてマスフローコントローラ２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、およびバルブ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃを、信号線Ｇを通じてランプ加熱ユニット２８０を、それぞれ制御するように構成されている。
【００３２】
（２）基板処理工程
次に、本実施形態に係る基板処理工程について、主に図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図３は、本実施形態に係る基板処理工程の各処理及びガス供給のタイミング図である。本実施形態に係る基板処理工程は、例えばＤＲＡＭ等の半導体デバイスの製造工程の一工程として上述のＭＭＴ装置１００により実施される。なお以下の説明において、ＭＭＴ装置１００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。
【００３３】
本実施形態に係る基板処理工程で処理されるウエハ２００上には、積層されたシリコン含有膜１１及び金属含有膜１２がパターニングされてなるゲート構造が、図６に示す方法により予め形成されている。具体的には、シリコン基板等のウエハ２００の表面に、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等からなるシリコン含有膜１１と、タングステン（Ｗ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、又は窒化タンタル（ＴａＮ）等からなる金属含有膜１２とを順に形成する（図６（ａ））。続いて、金属含有膜１２の表面に形成した所定のレジストパターン１３をマスクとして（図６（ｂ））、ドライエッチング等によりシリコン含有膜１１及び金属含有膜１２をエッチングし、シリコン含有膜１１がパターニングされてなるゲート絶縁膜及び金属含有膜１２がパターニングされてなるゲート電極膜をウエハ２００上に形成する（図６（ｃ））。このとき、シリコン含有膜１１（ゲート絶縁膜）の側壁はダメージ１１ｄを受けている。係るダメージ１１ｄは酸化処理によって修復可能だが、このとき金属含有膜１２も酸化されてしまうと、金属含有膜１２（ゲート電極膜）の抵抗値が上昇して半導体装置の性能が低下してしまう。そこで、以下に述べるように、金属含有膜１２の酸化を抑制しつつ主にシリコン含有膜１１のみを酸化させる選択酸化を行う。
【００３４】
（基板搬入工程Ｓ１０）
図２のフロー図に従って、まずは上記のウエハ２００を、処理室２０１内に搬入する。具体的にはまず、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。その結果、突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。
【００３５】
続いて、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いて処理室２０１に隣接する真空搬送室（図示せず）から処理室２０１内にウエハ２００を搬入する。その結果、
ウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。処理室２０１内にウエハ２００を搬入したら、搬送機構を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。そして、サセプタ昇降機構２６８を用いてサセプタ２１７を上昇させる。その結果、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に載置される。その後、ウエハ２００を所定の処理位置まで上昇させる。一方、サセプタ昇降機構２６８の回転機能を用いて、ウエハ２００の回転を開始する。後述の基板降温工程Ｓ５０の終了時までこの回転を継続することで、ウエハ２００面内における基板処理の均一性が向上する。
【００３６】
なお、基板搬入工程Ｓ１０は、処理室２０１内を希ガスまたは不活性ガス等でパージしながら行ってもよい。
【００３７】
（選択酸化処理工程Ｓ２０）
続いて、図２に示す選択酸化処理工程Ｓ２０、すなわち、以下に示すＳ２１〜Ｓ２３の工程を実施することにより、ウエハ２００上に形成された金属含有膜１２の酸化を抑制しつつシリコン含有膜１１を選択的に酸化して、シリコン含有膜１１の側壁のダメージ１１ｄを修復する。具体的には、ウエハ２００を所定温度（第１の温度）に加熱しつつ、処理室２０１内に例えば水素含有ガスとしてのＨ２ガス及び酸素含有ガスとしてのＯ２ガスを供給した状態でプラズマ放電してシリコン含有膜１１の選択酸化を行う。
【００３８】
（基板昇温工程Ｓ２１）
まず、処理室２０１内に搬入されたウエハ２００の昇温を行う。第１加熱部としてのヒータ２１７ｂは予め加熱されており、ヒータ２１７ｂが埋め込まれたサセプタ２１７上に搬入されたウエハ２００を保持することで、例えば６００℃以上７００℃以下の範囲内の所定温度（第１の温度）にウエハ２００を加熱する。
【００３９】
（プロセスガス供給工程Ｓ２２）
次に、プロセスガスとして、Ｈ２ガス及びＯ２ガスの供給を行う。具体的には、バルブ２５２ａ、２５２ｂを開け、マスフローコントローラ２５１ａ、２５１ｂにて流量制御しながら、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＨ２ガス及びＯ２ガスを供給する。このとき、Ｈ２ガスの流量を、例えば１００ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下の範囲内の所定値とする。また、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスの全流量に対して、Ｈ２ガスの流量が例えば７０％以上となるようにする。具体的には、水素含有ガス中の水素のモル数が、該水素のモル数及び酸素含有ガス中の酸素のモル数の合計に対して７０％以上となる流量比で、水素含有ガス及び酸素含有ガスを処理室内に供給する。また、処理室２０１内の圧力が、例えば０．１Ｐａ以上２６６Ｐａ以下の範囲内の所定圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整する。
【００４０】
Ｈ２ガス及びＯ２ガスの供給にあたっては、Ｈ２ガスのみ先に供給を開始し、その後に処理室２０１内の圧力を維持しつつ、Ｏ２ガスの供給を開始する。このとき、図３にＨ２ガスと（Ｈ２＋Ｏ２）ガスとの斜めの境界線で示すように、処理室２０１内に供給するＯ２ガスの流量を徐々に増加させる。Ｏ２ガスより先にＨ２ガスの供給を開始することで、処理室２０１内が還元性雰囲気となるため、金属含有膜１２の急激な酸化を抑えることができる。図３に示すように、Ｈ２ガス及びＯ２ガスの供給は後述のプラズマ放電・維持工程Ｓ２３の終了時まで継続する。
【００４１】
（プラズマ放電・維持工程Ｓ２３）
処理室２０１内の圧力が安定したら、筒状電極２１５に対して高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加することにより、処理室２０１内、より具体的にはウエハ２００の上方のプラズマ生成領域２２４内にプラズマ放電を生じさせる。印加する
電力は、例えば１００Ｗ以上５００Ｗ以下の範囲内の所定の出力値とする。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。
【００４２】
なお、図３に示すように、高周波電力印加のタイミングは、Ｈ２ガスの供給開始後、Ｏ２ガスの供給開始前とする。Ｈ２ガスは、高周波電力が印加されてから励起するまでの時間がＯ２ガスに比べて長い。上記のような動作順とすることで、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの励起のタイミングが少なくとも同時、あるいはＨ２ガスの励起が先になるよう、各動作のタイミングを調整することができる。これにより、先にＯ２ガスのみがプラズマ励起されて金属含有膜１２が急激に酸化されてしまうことを抑制することができる。
【００４３】
プラズマ生成領域２２４内に生成されたＨ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスの高密度プラズマにより、ウエハ２００の表面にプラズマ処理が施される。Ｈ２ガス及びＯ２ガスはプラズマ化されて乖離し、水素ラジカル（Ｈ＊）、酸素ラジカル（Ｏ＊）、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ＊）、その他のイオン等を生成する。Ｏ＊やＯＨ＊はシリコン含有膜１１および金属含有膜１２に作用してそれぞれの膜の表面を酸化する。Ｈ＊は還元性を持つため、酸化された金属含有膜１２の表面を効果的に還元するが、シリコン含有膜１１に対しては還元する力が弱い。結果、金属含有膜１２の酸化は抑制され、主にシリコン含有膜１１のみが選択的に酸化される。
【００４４】
その後、所定の処理時間、例えば１０秒〜６００秒が経過したら、高周波電源２７３からの電力の印加を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ放電を停止する。また、バルブ２５１ａ、２５１ｂを閉めて、Ｈ２ガス及びＯ２ガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、シリコン含有膜１１の側壁のダメージ１１ｄが修復され（図６（ｄ））、選択酸化処理工程Ｓ２０が終了する。
【００４５】
なお、上述のプラズマ放電の開始時にＨ２ガスを先に供給する手法は、プラズマ放電の停止時にも使用することができる。すなわち、高周波電力を停止する直前に、先にＯ２ガスの供給を停止する。これによって、寿命の短い水素ラジカル（Ｈ＊）と寿命の長い酸素ラジカル（Ｏ＊）との消滅タイミングを合わせることができ、金属含有膜１２の酸化を抑制することができる。
【００４６】
上述のように、選択酸化処理工程Ｓ２０では、ウエハ２００の温度が例えば６００℃以上７００℃以下に設定されている。ウエハ２００の温度を低温とすることで、７００℃を超える温度、例えば７５０℃の高温で生じる急激な酸化を避け、金属含有膜１２の酸化を抑制することができるからである。このような急激な酸化は、金属含有膜１２の表面の還元反応よりも酸化反応のほうが加速してしまうために起きる。また、Ｈ２ガスの流量が、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスの全流量に対して例えば７０％以上となるように設定されている。Ｈ２ガスの流量比を高めることで、Ｏ２ガス（のプラズマ）による金属含有膜１２の酸化を抑制し、また、酸化された金属含有膜１２を還元することができるからである。このように、選択酸化処理工程Ｓ２０では、より確実に金属含有膜１２の酸化を抑制しつつ、主にシリコン含有膜１１のみを選択的に酸化することを主眼に、低温、或いは高流量比のＨ２ガスの条件が選択される。
【００４７】
しかし、係る条件下では、シリコン含有膜１１中に水素が侵入して残留し（図６（ｄ）中に示す●印）、半導体装置の性能が低下してしまう場合があった。つまり、Ｈ２ガスの流量比が高いとシリコン含有膜１１中への水素の侵入が起こり易くなってしまい、また、ウエハ２００が低温だと侵入した水素が残留し易くなってしまう。シリコン含有膜１１中に水素が残留すると、例えばＤＲＡＭのリフレッシュタイム特性を悪化させるなど、半導体装置の信頼性を低下させてしまう場合があった。
【００４８】
そこで、本実施形態では、後述のアニール処理工程Ｓ４０を実施する。これにより、選択酸化処理によってシリコン含有膜１１中に侵入した水素の残留量を低減させることができる。まずは真空排気を行い、その後にアニール処理工程４０実施する場合について、以下に詳細を説明する。
【００４９】
（真空排気工程Ｓ３０）
アニール処理工程Ｓ４０に先行して、まずは処理室２０１内を真空に排気する。すなわち、ガス排気管２３１を用いて処理室２０１内の残留ガスを排気し、処理室２０１内の圧力を、例えば１Ｐａ以下まで減圧する。これにより、処理室２０１内に残留しているＨ２ガスやＯ２ガス、及びそれらが反応した排ガス等を、後述のアニール処理工程Ｓ４０を開始する前に排気することができる。また、以後の工程で供給されるＨｅガスによる処理室２０１内雰囲気の入替えをより確実に行うことができる。よって、処理室２０１内のＨ２ガスやＯ２ガス等の濃度が充分に低減された状態で、金属含有膜１２の酸化を懸念することなくアニール処理工程Ｓ４０を行うことができる。
【００５０】
ただし、後述の希ガス供給工程Ｓ４１によってもＯ２ガス等の低減効果は得られる。したがって、真空排気工程Ｓ３０を行わないこととしてもよい。
【００５１】
（アニール処理工程Ｓ４０）
次に、真空排気工程Ｓ３０に引き続き、ウエハ２００がサセプタ２１７の上面に載置された状態で、図２に示すアニール処理工程Ｓ４０、すなわち、以下に示すＳ４１〜Ｓ４３の工程を実施することにより、ウエハ２００のアニール処理（加熱処理）を行う。具体的には、上記選択酸化処理工程Ｓ２０における温度（第１の温度）よりも高い温度であって、水素成分が脱離する温度（第２の温度）にウエハ２００を加熱しつつ、処理室２０１内を希ガスとしてのＨｅガスの雰囲気に所定時間維持することで、シリコン含有膜１１中に侵入した水素の残留を抑制する。また、同一の処理室２０１内で、選択酸化処理工程Ｓ２０とアニール処理工程Ｓ４０とにおける処理を連続的に行うことによって、別処理室での処理における移動時間の短縮や、移動による自然酸化膜の形成を抑止することが可能となる。以下にその詳細について説明する。
【００５２】
（希ガス供給工程Ｓ４１）
真空排気工程Ｓ３０により処理室２０１内が所定の圧力以下になるまで排気されたら、バルブ２５２ｃを開け、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＨｅガスを供給する。このとき、Ｈｅガスの流量が例えば５０ｓｃｃｍ以上２０００ｓｃｃｍ以下の範囲内の所定値となるように、マスフローコントローラ２５１ｃにて流量制御を行う。また、処理室２０１内の圧力が、例えば１０Ｐａ以上３００Ｐａ以下の範囲内の所定圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整する。Ｈｅガスを処理室２０１内に供給することで、Ｈ２ガスやＯ２ガス等が処理室２０１内に残留していたとしても処理室２０１内雰囲気の入替えができ、次に行う基板昇温工程Ｓ４２の前に、Ｈ２ガスやＯ２ガス等の濃度を充分に低減させておくことができる。これによって、金属含有膜１２の酸化を抑制しつつ高温でのアニール処理ができる。図３に示すように、Ｈｅガスの供給は後述の希ガス雰囲気維持工程Ｓ４３の終了時まで継続する。
【００５３】
（基板昇温工程Ｓ４２）
Ｈｅガスの供給を開始し処理室２０１内の圧力が安定したら、第２加熱部としてのランプ加熱ユニット２８０を点灯する。また、ヒータ２１７ｂへの電力供給は継続しておく。つまり、ランプ加熱ユニット２８０及びヒータ２１７ｂによってウエハ２００を両面から加熱し、ウエハ２００の温度が例えば８００℃以上の所定温度（第２の温度）になるように制御する。このように、ランプ加熱ユニット２８０を補助的に用いることで、例えばヒータ２１７ｂのみを用いる場合に比べ、より短時間で昇温することができる。
【００５４】
（希ガス雰囲気維持工程Ｓ４３）
ウエハ２００が所定温度（第２の温度）まで加熱されたら、所定温度を維持したまま、Ｈｅガスの雰囲気中に所定時間、例えば５秒〜１８０秒の間、ウエハ２００を保持する。これにより、選択酸化処理工程Ｓ２０でシリコン含有膜１１中に侵入していた水素が脱離する。脱離した水素は、Ｈｅガスとともにガス排気管２３１を通じて処理室２０１外へと排出される。結果、シリコン含有膜１１中の水素の残留量を低減することができる。
【００５５】
上記所定の処理時間が経過したら、バルブ２５１ｃを閉めて、Ｈｅガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、シリコン含有膜１１中の水素の残留量が低減され（図６（ｅ））、希ガス雰囲気維持工程Ｓ４０が終了する。
【００５６】
以上のように、選択酸化処理工程Ｓ２０とアニール処理工程Ｓ４０とを組み合わせて行うことによって、金属含有膜１２の酸化を抑制しつつシリコン含有膜１１の選択酸化を行ったうえで、シリコン含有膜１１の中に侵入した水素の残留を抑制することができる。つまり、選択酸化処理工程Ｓ２０においては、シリコン含有膜１１中への水素の侵入や残留を気にすることなく選択酸化に適した条件、例えばＨ２ガスを高流量比としたり、ウエハ２００の温度を低温（第１の温度）としたりする条件を選択することができる。このため、金属含有膜１２の酸化をより確実に抑制しながら、主にシリコン含有膜１１のみを選択的に酸化することが可能となる。そして、その後のアニール処理工程Ｓ４０においては、処理室２０１内をＨｅガス雰囲気で維持してＨ２ガスやＯ２ガス等の濃度を低減し、金属含有膜１２が酸化され難い環境下とすることで、高温（第２の温度）でのアニール処理をすることができ、シリコン含有膜１１中の水素の残留を抑制することができる。
【００５７】
（基板降温工程Ｓ５０）
上記所定時間が経過したらランプ加熱ユニット２８０を消灯し、ウエハ２００の温度を少なくともヒータ２１７ｂの温度以下まで下げる。ウエハ２００の温度を降下させる間、ガス排気管２３１を用いて処理室２０１内を真空排気する。このとき、処理室２０１内のＨｅガス等、残留ガスも排気される。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を処理室２０１に隣接する真空搬送室（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力（例えば１００Ｐａ）に調整する。
【００５８】
（基板搬出工程Ｓ６０）
ウエハ２００が所定温度まで冷却されたら、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出し、本実施形態にかかる半導体装置の製造を終了する。
【００５９】
なお、基板搬出工程Ｓ６０は、処理室２０１内を希ガスまたは不活性ガス等でパージしながら行ってもよい。
【００６０】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６１】
（ａ）本実施形態によれば、主に選択酸化を行う選択酸化処理工程Ｓ２０と主に残留水素を抑制するアニール処理工程Ｓ４０とを別々に有する。これによって、選択酸化処理工程Ｓ２０では、シリコン含有膜１１中への水素の残留を気にすることなく選択酸化に適した条件を使用することができ、アニール処理工程Ｓ４０では、金属含有膜１２が酸化され難い環境下で水素の脱離を促進させてアニール処理を行うことができる。したがって、金属含有膜１２の酸化を抑制しつつシリコン含有膜１１の選択酸化を行い、シリコン含有膜１
１の側壁のダメージ１１ｄを修復することができる。また、シリコン含有膜１１中に侵入した水素の残留を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。すなわち、ＤＲＡＭのリフレッシュタイム特性や、フラッシュメモリの電荷保持特性を向上させることができる。
【００６２】
（ｂ）また、本実施形態に係る選択酸化処理工程Ｓ２０では、選択酸化に適した条件として、ウエハ２００の温度を６００℃以上７００℃以下の温度（第１の温度）としている。これによって、金属含有膜１２の酸化を抑制でき、良好な選択酸化処理を行うことができる。
【００６３】
（ｃ）また、本実施形態に係る選択酸化処理工程Ｓ２０では、選択酸化に適した他の条件として、Ｈ２ガスの流量を、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスの全流量に対して例えば７０％以上としている。これによっても、金属含有膜１２の酸化を抑制でき、良好な選択酸化処理を行うことができる。
【００６４】
（ｄ）また、本実施形態に係るアニール処理工程Ｓ４０では、ウエハ２００の温度を第１の温度よりも高い８００℃以上の温度（第２の温度）としている。上記低温や高Ｈ２ガス流量の条件ではシリコン含有膜１１中に水素が侵入・残留し易くなるが、アニール処理工程Ｓ４０を選択酸化処理工程Ｓ２０よりも高い温度で行うことで、シリコン含有膜１１中からの水素の脱離を促進させて残留量を低減させることができる。
【００６５】
（ｅ）また、本実施形態に係るアニール処理工程Ｓ４０では、処理室２０１内を減圧かつＨｅガス雰囲気とし、処理室２０１内のＨ２ガスやＯ２ガス等の濃度を低減している。これによって、アニール処理工程Ｓ４０を高温（第２の温度）で行っても、金属含有膜１２の酸化を抑制することができる。
【００６６】
（ｆ）また、本実施形態によれば、アニール処理工程Ｓ４０の前に真空排気工程Ｓ３０を行う。つまり、Ｈ２ガス及びＯ２ガスの供給とプラズマ放電とを停止した後、処理室２０１内の雰囲気を排気してから処理室２０１内にＨｅガスを供給している。これによって、処理室２０１内のＨ２ガスやＯ２ガス等の濃度を予め、より確実に低減することができ、アニール処理工程Ｓ４０での金属含有膜１２の酸化をより確実に抑制することができる。
【００６７】
（ｇ）また、本実施形態によれば、選択酸化処理工程Ｓ２０とアニール処理工程Ｓ４０とを同一の処理室２０１内で連続して行う。これによって、ウエハ２００をアニール用の処理室等へと別途搬送する時間を省くことができ、基板処理の生産性を向上させることができる。
【００６８】
（ｈ）また、本実施形態によれば、ランプ加熱ユニット２８０を有し、少なくとも第１の温度から第２の温度にウエハ２００を加熱する時は、ランプ加熱ユニット２８０を用いて昇温する。このように、ランプ加熱ユニット２８０を補助的に用いることで、より迅速に昇温することができる。よって、基板処理の生産性を向上させることができる。
【００６９】
（ｉ）また、本実施形態によれば、選択酸化処理工程Ｓ２０において、Ｈ２ガスの供給開始後、Ｏ２ガスの供給を開始している。これによって、Ｈ２ガスにより処理室２０１内が還元性雰囲気となるため、金属含有膜１２の急激な酸化を抑制することができる。
【００７０】
（ｊ）さらに、本実施形態によれば、Ｏ２ガスの供給開始前にプラズマ放電のための高周波電力の印加を開始している。これによって、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの励起のタイミングを少なくとも同時とすることができ、Ｏ２ガスが先にプラズマ励起されて金属含有膜１２が急激に酸化されるのを抑制することができる。
【００７１】
（ｋ）また、本実施形態によれば、高周波電力を停止する直前にＯ２ガスの供給を停止している。これによって、寿命の短い水素ラジカル（Ｈ＊）と寿命の長い酸素ラジカル（Ｏ＊）との消滅タイミングを合わせることができ、金属含有膜１２の酸化を抑制することができる。
【００７２】
（ｌ）また、本実施形態によれば、ＭＭＴ装置を用い、電磁界での電子の周回運動により、Ｈ２ガスとＯ２ガスとの混合ガスの長寿命かつ高密度のプラズマを実現している。これによって、上記のような低温、高Ｈ２ガス流量の条件下でも、充分な酸化反応速度を得ることができる。
【００７３】
＜第２実施の形態＞
第２実施形態では、アニール処理工程Ｓ４０においてＨｅガス等の希ガスの供給を行わず、減圧状態にてアニール処理を行う点が、上述の実施形態と異なる。それ以外の構成については上述の実施形態と同様であるので、主に上述の実施形態とは異なる点について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図５は、本実施形態に係る基板処理工程の各処理及びガス供給のタイミング図である。
【００７４】
（アニール処理工程Ｓ４０）
シリコン含有膜１１のダメージ１１ｄが修復されたウエハ２００に対して、図４に示すアニール処理工程Ｓ４０、すなわち、以下に示すＳ４２〜Ｓ４３までの工程を実施する。
【００７５】
（基板昇温工程Ｓ４２）
真空排気工程Ｓ３０により処理室２０１内が所定の圧力以下になるまで排気されたら、上述の実施形態と同様、ランプ加熱ユニット２８０を点灯し、ウエハ２００を例えば８００℃以上（第２の温度）に加熱する。
【００７６】
（減圧状態維持工程Ｓ４３）
ウエハ２００が所定温度まで加熱されたら、所定温度（第２の温度）で加熱しつつ、処理室２００内を例えば１Ｐａ以上１０Ｐａ以下の減圧状態で、所定時間、例えば５秒〜１８０秒の間、維持する。これによって、シリコン含有膜１１中の水素が脱離し、処理室２０１外へと排出される。上記所定時間が経過することで、本実施形態に係るアニール処理工程Ｓ４０が終了する。
【００７７】
以上のように、減圧状態に保った処理室２０１内で、所定時間、ウエハ２００を加熱することによっても、シリコン含有膜１１の中の水素が排出され、水素の残留を抑制することができる。
【００７８】
なお、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
【００７９】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００８０】
上述の実施形態においては、希ガスとしてＨｅガスを用いることとしたが、Ｈｅガス以外にもアルゴン（Ａｒ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスや、希ガス以外の不活性ガスをアニール処理工程Ｓ４０に用いることも可能である。但し、基板や半導体装置への残留の影響の少ないガスを使用することが望ましい。
【００８１】
また、上述の実施形態においては、水素含有ガスとしてＨ２ガスを用いることとしたが、Ｈ２ガス以外にも還元性を有するガスを適宜、使用することができる。また、酸素含有ガスとしては上述のＯ２ガス以外にも、オゾン（Ｏ３）ガス、一酸化二窒素ガス（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素ガス（ＮＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス、一酸化炭素（ＣＯ）ガス等を用いることができる。
【００８２】
例えば水素含有ガスとしてＨ２ガスを用い、酸素含有ガスとしてＮ２Ｏガス又はＮＯガスを用いる場合、Ｎ２ＯガスやＮＯガスはＯ３ガス等に比べて酸化力が弱いため、選択酸化処理工程Ｓ２０における基板の処理温度を８００℃以上（第１の温度）とし、Ｈ２ガスの流量比を下げた条件でも、金属含有膜１２の酸化を抑制することができる。係る条件下で選択酸化を行えば、選択酸化処理工程Ｓ２０においてもシリコン含有膜１１中の水素の残留を低減することができる。
【００８３】
しかし、酸素含有ガスとして上記のような窒素系ガスを用いた場合、シリコン含有膜１１に侵入した窒素の残留が、例えば基板へと侵入してリーク電流を増大させる場合がある。係る場合でも、上述のアニール処理工程Ｓ４０を施せば、侵入した窒素の残留を抑制することが可能である。すなわち、第１の温度よりも高い温度（第２の温度）で希ガス雰囲気下又は減圧状態でアニール処理を施すことで、窒素の残留の抑制効果が得られる。
【００８４】
また、上述の実施形態においては、金属含有膜１２は主にＷ、ＴｉＮ、ＴａＮ等からなるものとしたが、金属含有膜１２に含まれる金属としてはこれ以外にも、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐａ）、ロジウム（Ｒｏ）、ルビジウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等であってもよい。
【００８５】
また、上述の実施形態においては、シリコン含有膜１１がＤＲＡＭ等の半導体装置に含まれるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）である場合について本発明を適用することとしたが、本発明はシリコン酸化膜に限らずその他のシリコン含有膜、例えばポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜や、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、炭素含有酸窒化シリコン（ＳｉＯＣＮ）膜等にも適用することができる。
【００８６】
また、上述の実施形態においては、選択酸化処理工程Ｓ２０又はアニール処理工程Ｓ４０にて、ヒータ２１７ｂ及びランプ加熱ユニット２８０を併用することとしたが、片方又は双方の工程にて、ヒータ２１７ｂのみ又はランプ加熱ユニット２８０のみを用いることとしてもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態においては、水素含有ガス、酸素含有ガス、希ガスを１つのガス導入口２３４から処理室２０１内へ供給したが、それに限るものではなく、それぞれのガスに対応したガス導入口を設けて、処理室２０１内にガスを供給してもよい。
【００８８】
また、上述の実施形態においては、選択酸化処理工程Ｓ２０やアニール処理工程Ｓ４０等の工程は、ＭＭＴ装置１００により実施するものとしたが、使用可能な基板処理装置はこれに限られず、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式プラズマ処理装置やＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式プラズマ処理装置を用いることも可能である。
【００８９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様を付記する。
【００９０】
本発明の一態様は、
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内に水素含有ガス、酸素含有ガス、希ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にプラズマ放電を生じさせるプラズマ生成部と、
前記ガス供給部、前記プラズマ生成部及び前記加熱部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記処理室内に搬入された前記基板を第１の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスを供給させた状態でプラズマ放電させて所定時間維持させた後、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記希ガスを供給させて前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持させるよう制御する
基板処理装置である。
【００９１】
好ましくは、
前記第１の温度は、６００℃以上７００℃以下である。
【００９２】
好ましくは、
前記第２の温度は、８００℃以上である。
【００９３】
好ましくは、
前記加熱部はランプ加熱装置を有し、
少なくとも前記第２の温度に前記基板を加熱する時は、前記ランプ加熱装置を用いて昇温する。
【００９４】
好ましくは、
前記酸素含有ガスは、酸素ガス、オゾンガス、一酸化二窒素ガス、一酸化窒素ガス、二酸化炭素ガス、一酸化炭素ガスのいずれかのガス、又はこれらのうち一種類以上を含む混合ガスである。
【００９５】
好ましくは、
前記水素含有ガスの流量は、前記水素含有ガスと前記酸素含有ガスとの混合ガスの全流量に対して７０％以上である。
【００９６】
好ましくは、
前記水素含有ガス中の水素のモル数が、前記水素のモル数及び前記酸素含有ガス中の酸素のモル数の合計に対して７０％以上となる流量比で、前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスを前記処理室内に供給する。
【００９７】
好ましくは、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部を有し、
前記制御部は、
前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスの供給とプラズマ放電とを停止させた後、前記処理室内の雰囲気を排気させてから前記処理室内に前記希ガスを供給させるように、前記ガス供給部及び前記排気部を制御する。
【００９８】
本発明のさらに他の態様は、
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板を第１の温度に加熱しつつ、前記処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを
供給した状態でプラズマ放電して所定時間維持する工程と、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱しつつ、前記処理室内に希ガスを供給して前記処理室内を前記希ガスの雰囲気に所定時間維持する工程と、
処理済みの前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。
【００９９】
本発明のさらに他の態様は、
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、
前記処理室内にプラズマ放電を生じさせるプラズマ生成部と、
前記ガス供給部、前記排気部、前記プラズマ生成部及び前記加熱部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記処理室内に搬入された前記基板を第１の温度に加熱させつつ、前記処理室内に前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスを供給させた状態でプラズマ放電させて所定時間維持させた後、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱させつつ、前記処理室内を減圧状態で所定時間維持させるよう制御する
基板処理装置である。
【０１００】
本発明のさらに他の態様は、
シリコン含有膜及び金属含有膜を有する基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板を第１の温度に加熱しつつ、前記処理室内に水素含有ガス及び酸素含有ガスを供給した状態でプラズマ放電して所定時間維持する工程と、
前記基板を前記第１の温度よりも高い第２の温度に加熱しつつ、前記処理室内を減圧状態で所定時間維持する工程と、
処理済みの前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。
【０１０１】
本発明のさらに他の態様は、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に前記基板を載置する基板載置台と、
前記基板載置台を加熱する第１加熱部と、
前記基板載置台に載置された前記基板の上部から前記基板を加熱する第２加熱部と、
前記処理室の内部を減圧する排気部と、
前記処理室内にプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、を有し、
減圧した前記処理室内で前記基板の温度を７００℃以下に加熱し、前記プロセスガスのプラズマを用いて前記基板が有する金属含有膜の表面の酸化を抑制しつつ前記基板が有するシリコン含有膜の表面を酸化させる選択酸化処理を行い、
同一の前記処理室内で、前記基板の温度を８００℃以上に加熱してアニール処理を行う基板処理装置である。
【０１０２】
好ましくは、
前記アニール処理は、不活性ガスの雰囲気中又は真空中で行う。
【０１０３】
好ましくは、
前記不活性ガスは、希ガスである。
【０１０４】
好ましくは、
前記プロセスガスは、酸素ガスと水素ガスとの混合ガスである。
【符号の説明】
【０１０５】
１１  シリコン含有膜
１２  金属含有膜
１００  ＭＭＴ装置（基板処理装置）
２００  ウエハ（基板）
２０１  処理室
１２１  コントローラ（制御部）
【図１】
2012054475.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012054475.tif 000007
【図６】
2012054475.tif 000008