TW201709331A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板處理裝置(10)具備：收容基板(S)之收容部(11)；供給用於生成電漿之氣體的氣體供給部(13)；及從用於生成電漿之氣體生成電漿，並供給電漿至收容部(11)之電漿供給部(12)。用於生成電漿之氣體包含氮原子及氧原子之至少一方。氣體供給部(13)將用於生成電漿之氣體供給至電漿供給部(12)，使添加氣體之流量對氫氣的流量之比為1/500以上。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種用來將形成於基板表面之氧化膜還原的基板處理方法及基板處理裝置。
作為將從接觸孔等露出之金屬膜表面上所形成的氧化膜還原之方法，習知有使用包含含氫氣體與氦氣之混合氣體的電漿之方法。在該方法中，係藉由氧化膜中所含之氧與電漿中所含之氫離子或氫自由基反應而還原氧化膜(例如，參照專利文獻1)。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2001-203194號公報
然而，上述方法中，生成電漿所需每單位耗電之氧化膜的還原速度係需要提高。
本發明之目的為提供一種可提高每單位耗電之氧化膜還原速度的基板處理方法及基板處理裝置。
根據一種樣態之基板處理方法具備：藉由混合氫氣與添加氣體而生成混合氣體；從前述混合氣體或前述混合氣體與稀有氣體之組合氣體生成電漿；及將形成於基板上之氧化膜藉由前述電漿還原。前述添加氣體包含氮原子及氧原子之至少一方。生成前述混合氣體時，包含混合前述添加氣體與前述氫氣，使前述添加氣體之流量相對於前述氫氣的流量之比的流量比為1/500以上。
根據一種樣態之基板處理裝置具備：收容部，其係收容基板；氣體供給部，其係供給用於生成電漿之氣體；及電漿供給部，其係從藉由前述氣體供給部所供給之前述用於生成電漿之氣體生成電漿，而供給前述電漿至前述收容部。前述用於生成電漿之氣體係氫氣與添加氣體之混合氣體、或是前述混合氣體與稀有氣體的組合氣體。前述添加氣體包含氮原子及氧原子之至少一方。前述氣體供給部係構成將前述用於生成電漿之氣體供給至前述電漿供給部，使前述添加氣體之流量相對於前述氫氣的流量之比的流量比為1/500以上。
根據上述方法及裝置時，與僅從氫氣或混合氫氣與稀有氣體之氣體生成電漿時比較，藉由從氫氣與添加氣體之混合氣體生成電漿，可藉由添加氣體適切抑制從氫氣所生成之活性種的活性喪失。因而，從氫氣所生成之活性種中，到達氧化膜之活性種的比率高，結果每單位耗電之氧化膜的還原速度提高。
在一種實施形態中，前述添加氣體可採用氧氣。前述流量比宜為1/10以下。
根據該方法時，可抑制活性種之活性喪失，並且可抑制電漿中之氧殘 留於基板。
在一種實施形態中，前述添加氣體可採用氮氣。前述流量比宜為1/10以下。
根據該方法時，可抑制活性種之活性喪失，並且可抑制電漿中之氮殘留於基板。
在一種實施形態，係在上述基板處理方法中，還原前述氧化膜時，包含使用前述電漿作為第一電漿來還原前述氧化膜，方法進一步亦可包含：藉由前述第一電漿還原前述氧化膜後，藉由停止供給前述添加氣體，從前述氫氣或前述氫氣與前述稀有氣體之組合氣體生成第二電漿；及將前述第二電漿應用於前述基板。
此外，在一種實施形態，係在上述基板處理裝置中，前述氣體供給部係可供給前述用於生成電漿之氣體作為用於生成第一電漿之氣體，並且可供給前述氫氣或前述氫氣與前述稀有氣體之組合氣體，作為用於生成第二電漿之氣體。裝置進一步具備控制部。此時，前述控制部係構成用來控制前述電漿供給部及前述氣體供給部而執行以下之處理，該處理包含：從前述氣體供給部供給前述用於生成第一電漿之氣體至前述電漿供給部；藉由前述電漿供給部從前述用於生成第一電漿之氣體生成第一電漿，而往前述收容部供給前述第一電漿；往前述收容部供給前述第一電漿後，藉由停止供給前述添加氣體，而從前述氣體供給部供給前述用於生成第二電漿之氣體至前述電漿供給部；藉由前述電漿供給部從前述用於生成第二電漿之氣體生成第二電漿，而往前述收容部供給前述第二電漿。
根據上述方法及裝置時，可藉由使用第二電漿之基板處理消 除藉由第一電漿還原氧化膜後，殘留於基板之氧原子及氮原子的至少一方。
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧收容部
11a‧‧‧排氣口
12‧‧‧電漿供給部
13‧‧‧氣體供給部
14‧‧‧擴散部
15‧‧‧支撐部
16‧‧‧排氣部
21‧‧‧電漿生成室
21a‧‧‧氣體供給口
22‧‧‧電漿源
23‧‧‧高頻電源
30‧‧‧控制部
S‧‧‧基板
第一圖係顯示本發明一種實施形態之基板處理裝置的概略方塊圖。
第二圖係顯示使用氫氣還原銅膜表面之氧化膜時，銅膜之反射率的變化與還原率之曲線圖。
第三圖係顯示使用包含以氮氣作為添加氣體的用於生成第一電漿之氣體還原銅膜表面的氧化膜時，銅膜之反射率的變化與還原率之曲線圖。
第四圖係顯示使用包含以氧氣作為添加氣體的用於生成第一電漿之氣體還原銅膜表面的氧化膜時，銅膜之反射率的變化與銅膜之還原率的曲線圖。
第五圖係顯示氫電漿之發光光譜與發光強度的關係曲線圖。
第六圖係顯示試驗例4之分析用基板藉由SIMS進行表面分析的結果曲線圖。
第七圖係顯示試驗例5之分析用基板藉由SIMS進行表面分析的結果曲線圖。
第八圖係顯示試驗例6之分析用基板藉由SIMS進行表面分析的結果曲線圖。
第九圖係顯示試驗例7之分析用基板藉由SIMS進行表面分析的結果曲線圖。
第十圖係顯示試驗例8之分析用基板藉由SIMS進行表面分析的結果曲線圖。
參照第一圖至第十圖，說明基板處理方法及基板處理裝置的一種實施形態。以下，依序說明基板處理裝置之構成、基板處理方法、實施例。
[基板處理裝置之構成]
參照第一圖說明基板處理裝置之構成。
如第一圖所示，基板處理裝置10具備：收容基板S之收容部11；供給電漿至收容部11之電漿供給部12；及供給氣體至電漿供給部12之氣體供給部13。
氣體供給部13將用於生成電漿之氣體供給至電漿供給部12。用於生成電漿之氣體係混合氣體、或混合氣體與稀有氣體之組合氣體，且混合氣體係混合氫氣與添加氣體之氣體。添加氣體包含氮原子及氧原子之至少一方。氣體供給部13供給用於生成電漿之氣體至電漿供給部12時，調節混合氣體中之氫氣流量與添加氣體流量，使添加氣體之流量對氫氣的流量之比的流量比為1/500以上。電漿供給部12從氣體供給部13所供給的用於生成電漿之氣體生成電漿，並供給電漿至收容部11。
氣體供給部13例如包含：氫氣用之質量流控制器、與添加氣體用質量流控制器。各質量流控制器與位於基板處理裝置10外部之各氣體氣瓶連接。氣體供給部13供給之添加氣體，例如係從氮氣、氧氣、一氧化氮氣、二氧化氮氣、氨、及水(H2O氣體)構成群中選擇的至少1個。添加氣體宜為氮氣或氧氣。
氣體供給部13除了混合氣體(氫氣與添加氣體)之外，亦可 供給氦氣或氬氣等稀有氣體至電漿供給部12。稀有氣體係作為輔助從混合氣體生成電漿及混合氣體流動之輔助氣體功能。此時，氣體供給部13包含輔助氣體用質量流控制器即可。
電漿供給部12具備：電漿生成室21、電漿源22、及高頻電源23。電漿生成室21連接於收容部11。在電漿生成室21所形成之氣體供給口21a連接於氣體供給部13。
電漿源22配置於電漿生成室21周圍。電漿源22係連接於對電漿源22施加高頻電壓之高頻電源23。電漿源22只要可從混合氣體生成電漿，亦可為感應結合方式之電漿源，或是磁控管方式之電漿源。
電漿供給部12在電漿生成室21中供給有用於生成電漿之氣體的狀態下，藉由從高頻電源23施加高頻電壓至電漿源22，從用於生成電漿之氣體生成電漿。而後，電漿供給部12從電漿生成室21供給電漿至收容部11。
從用於生成電漿之氣體所生成的電漿中包含從氫氣所生成的活性種，活性種例如係具有還原性之氫離子及氫自由基等。
收容部11包含連接於電漿生成室21之電漿供給口。在收容部11中與該電漿供給口相對之位置配置有擴散部14。從電漿生成室21供給至收容部11的電漿，藉由與擴散部14碰撞而在收容部11中向電漿供給口的徑向上擴散。
在收容部11內部配置有支撐基板S之支撐部15。支撐部15例如亦可係承載基板S之載台，或是握持基板S周圍之夾具。支撐部15具有將基板S加熱之無圖示的加熱機構，例如在加熱機構係採用電阻加熱等習知的 機構。在基板S上供給從用於生成電漿之氣體所生成的電漿。基板S例如包含：矽層；由銅等所形成之金屬層等的導電層；及形成於導電層表面之氧化膜。
收容部11包含形成於與電漿供給口相反側之壁的排氣口11a。於排氣口11a連接有排氣部16。排氣部16例如包含調節收容部11內部壓力之壓力調節閥或各種泵，而將收容部11內部壓力減壓至指定的壓力。
基板處理裝置10具備控制部30，控制部30控制電漿供給部12之驅動、與氣體供給部13之驅動。
控制部30例如藉由控制高頻電源23之驅動來控制電漿供給部12的驅動。例如，控制部30控制從高頻電源23供給高頻電力至電漿源22的時間、及高頻電源23供給之電力大小等。
控制部30例如藉由控制各質量流控制器之驅動來控制氣體供給部13的驅動。例如控制部30控制各質量流控制器向電漿生成室21供給氣體的時間、及供給至電漿生成室21的氣體流量等。
例如，控制部30在收容部11中收容了基板S之狀態下，控制氣體供給部13之驅動，而從氣體供給部13開始對電漿供給部12供給用於生成電漿之氣體。此外，控制部30控制電漿供給部12之驅動，經過指定時間而從供給至電漿供給部12的用於生成電漿之氣體生成電漿。
另外，控制部30宜控制電漿供給部12在用於生成電漿之氣體的流量穩定後(例如從供給用於生成電漿之氣體起經過指定時間後)開始生成電漿。
本實施形態的上述用於生成電漿之氣體相當於用於生成第 一電漿之氣體。此外，氫氣、或氫氣與稀有氣體之組合氣體(換言之，從用於生成第一電漿之氣體除去添加氣體的氣體)相當於用於生成第二電漿之氣體。而後，從用於生成第一電漿之氣體所生成的電漿相當於第一電漿，從用於生成第二電漿之氣體所生成的電漿相當於第二電漿。
控制部30亦可控制氣體供給部13之驅動，在將第一電漿供給至收容部11後，而開始供給用於生成第二電漿之氣體。例如，控制部30亦可控制氣體供給部13之驅動，藉由逐漸降低用於生成第一電漿之氣體的添加氣體流量，而使氣體供給狀態從供給包含添加氣體之氣體(換言之用於生成第一電漿之氣體)往供給不含添加氣體之氣體(換言之用於生成第二電漿之氣體)轉移。或是，控制部30亦可控制氣體供給部13之驅動，藉由一度降低用於生成第一電漿之氣體的添加氣體流量，而使氣體供給狀態從供給包含添加氣體之氣體(用於生成第一電漿之氣體)往供給不含添加氣體之氣體(用於生成第二電漿之氣體)轉移。此外，控制部30控制電漿供給部12之驅動，經過指定時間而從用於生成第二電漿之氣體生成第二電漿。
另外，在生成第二電漿時，控制部30亦可控制氣體供給部13及高頻電源23，在生成第一電漿後仍繼續供給氣體與供給高頻電力，而開始生成第二電漿。亦即，亦可連續進行第一電漿之生成與第二電漿之生成。或是，控制部30亦可控制氣體供給部13及高頻電源23，於生成第一電漿後，繼續供給氣體而一度停止供給高頻電力，之後藉由再度開始供給高頻電力，而開始生成第二電漿。或是，控制部30亦可控制氣體供給部13及高頻電源23，在生成第一電漿後，將高頻電力之供給與氣體之供給都一度停止，之後藉由再度開始供給氣體與供給高頻電力而開始生成第二電漿。
[基板處理方法]
以下說明以上述基板處理裝置實施之基板處理方法。
基板處理方法，首先藉由使添加氣體流量對氫氣流量之比的流量比為1/500以上之方式混合添加氣體與氫氣，而生成混合氣體。然後，從混合氣體、或混合氣體與稀有氣體之組合氣體生成電漿。而後，藉由應用電漿於形成於基板S上之氧化膜-而還原氧化膜。以電漿處理基板S時，亦可將基板S加熱。例如，以電漿處理基板S時之基板S的溫度宜為50℃以上，150℃以下。以電漿處理基板S時之基板S的溫度上限值並無特別限制，不過上限值只須為能保護基板S之溫度即可，例如350℃以下即可。
本例係控制部30控制氣體供給部13之驅動，使藉由氣體供給部13所供給之混合氣體中的流量比為1/500以上。而後，控制部30控制高頻電源23之驅動，從高頻電源23施加高頻電壓至電漿源22，而在電漿生成室21內部從用於生成電漿之氣體生成電漿。
藉此，依藉由排氣部16於收容部11所形成之氣體流動，而應用電漿於基板S來還原基板S之氧化膜。
採用此種方法及裝置時，與僅從氫氣、或氫氣與稀有氣體之混合氣體生成電漿時比較，混合氣體中所含之添加氣體成為從氫氣所生成之活性種活性喪失之適切的抑制者。因而，從氫氣所生成之活性種中，到達氧化膜之活性種的比率提高，結果，每單位耗電之氧化膜的還原速度提高。
此外，基板處理方法在還原氧化膜之處理中，亦可在藉由從用於生成第一電漿之氣體所生成的第一電漿還原氧化膜後，將從用於生成 第二電漿之氣體所生成的第二電漿應用於基板S。
此時，例如控制部30亦可控制氣體供給部13及電漿供給部12，以執行以下處理。首先，從氣體供給部13供給用於生成第一電漿之氣體至電漿供給部12，藉由電漿供給部12從用於生成第一電漿之氣體生成第一電漿。而後，供給第一電漿往收容部11，藉由第一電漿還原氧化膜。之後，藉由停止從氣體供給部13往電漿供給部12供給添加氣體，而供給用於生成第二電漿之氣體至電漿供給部12，並藉由電漿供給部12從用於生成第二電漿之氣體生成第二電漿。而後供給第二電漿往收容部11。
採用此種方法及裝置時，在使用第一電漿之氧化膜還原後，對基板S供給第二電漿。因而，在進行了使用第一電漿之氧化膜還原後殘留於基板S之氧原子及氮原子的至少一方，可藉由第二電漿從基板S消除。
[試驗例]
參照第二圖至第十圖說明試驗例。
[混合氣體中之流量比]
第二圖係顯示僅使用氫氣還原氧化膜時之還原率的曲線圖，第三圖係顯示使用包含氮氣作為添加氣體之用於生成第一電漿之氣體還原氧化膜時的還原率曲線圖，第四圖係顯示使用包含氧氣作為添加氣體之用於生成第一電漿之氣體還原氧化膜時的還原率曲線圖。
另外，氧化膜之還原率係利用以下方法算出。首先，在基板S之面形成銅膜，使用波長436nm之光測定銅膜的反射率。而後，藉由熱氧化而將銅膜強制氧化，測定強制氧化後之銅膜的反射率。其次，使用從各氣體所生成之電漿還原形成於銅膜表面的氧化膜，並測定還原後之銅膜的 反射率。算出還原後在銅膜上的反射率對強制氧化後在銅膜上的反射率之比作為還原率。
此外，氫氣流量、氬氣流量、收容部11內部之壓力、處理時間、及基板S之溫度，不論是否含有添加氣體皆設定成相同條件。在本例係將氫氣流量設定為1000sccm，氬氣流量設定為200sccm，收容部11內部之壓力設定為70Pa，處理時間設定為70秒，基板S之溫度設定為150℃。而後，使用微波作為電漿源22，在使用包含混合氣體(氫氣與添加氣體)之用於生成第一電漿的氣體還原氧化膜時，不論添加氣體之種類，供給至電漿源22之高頻電力皆設定成500W。
如第二圖所示，發現在對電漿源22供給500W之高頻電力而生成氫電漿時，還原率為1.04，在對電漿源22供給1000W之高頻電力而生成氫電漿時，還原率為1.10。
如第三圖所示，發現在氮氣流量為1sccm且流量比為1/1000時，還原率為1.05，在氮氣流量為2sccm且流量比為1/500時，還原率為1.40。此外，發現在氮氣流量為5sccm且流量比為1/200時，還原率為1.50，在氮氣流量為10sccm且流量比為1/100時，還原率為1.45，在氮氣流量為50sccm且流量比為1/20時，還原率為1.38。
如第四圖所示，發現在氧氣流量為0.5sccm且流量比為1/2000時，還原率為1.03，在氧氣流量為1sccm且流量比為1/1000時，還原率為1.18。此外，發現在氧氣流量為2sccm且流量比為1/500時，還原率為1.57，在氧氣流量為5sccm且流量比為1/200時，還原率為1.52。此外，在氧氣流量為10sccm且流量比為1/100時，發現還原率為1.66，在氧氣流量為50sccm且 流量比為1/20時，發現還原率為1.72。
如此，不僅在添加氣體係氮氣時，即使添加氣體係氧氣，只要流量比為1/500以上，與藉由僅從氫氣所生成之電漿還原氧化膜時比較，發現還原率大幅提高。亦即，發現每單位耗電之氧化膜的還原速度提高。
此外，流量比為1/500以上時，即使供給至電漿源22之高頻電力係500W，還原率仍比僅使用氫氣並對電漿源22供給1000W之高頻電力而生成電漿時還高。因此，藉由在氫氣中混合添加氣體，要比單純增大供給至電漿源22之高頻電力，可增加提高氧化膜之還原率的效果。
添加氣體係為氮氣時，欲提高每單位耗電之氧化膜的還原速度，且適切地抑制氮原子殘留於還原後的基板的話，流量比宜為1/500以上，1/10以下，更宜為1/500以上，1/20以下，進一步宜為1/500以上，1/100以下。
添加氣體係氧氣時，欲提高每單位耗電之氧化膜的還原速度，且適切地抑制氧原子殘留於還原後的基板的話，流量比宜為1/500以上，1/10以下，更宜為1/500以上，1/20以下。
[氫電漿之發光強度]
參照第五圖說明氫電漿之發光強度。第五圖係顯示在以下的試驗例1~3中，藉由電漿發光監視器測定氫電漿之發光強度的結果曲線圖。另外，試驗例1~3分別使用微波作為電漿源22。
[試驗例1]
試驗例1係使用氫氣作為用於生成電漿之氣體來產生電漿。該試驗例1係將氫氣流量設定為1000sccm，將氬氣流量設定為200sccm，將供給至電漿源22之高頻電力設定為500W。
[試驗例2]
試驗例2係使用包含氮氣作為添加氣體的用於生成第一電漿之氣體來產生電漿。該試驗例2係藉由將氫氣流量設定為1000sccm且將氮氣流量設定為2sccm，而將流量比設定為1/500。此外，氬氣流量設定為200sccm，將供給至電漿源22之高頻電力設定為500W。
[試驗例3]
試驗例3係使用氫氣作為用於生成電漿之氣體來產生電漿。該試驗例3係將氫氣流量設定為1000sccm，將氬氣流量設定為200sccm，將供給至電漿源22之高頻電力設定為1000W。
如第五圖所示，發現試驗例2之發光強度比試驗例1的發光強度大，且試驗例3之發光強度比試驗例2的發光強度大。此外，發現試驗例2之發光強度與試驗例3的發光強度之差，比試驗例1之發光強度與試驗例2的發光強度之差大。
此時，如之前說明的第二圖所示，試驗例1之條件下的還原率係1.04，試驗例3之條件下的還原率係1.10，另外，如之前說明的第三圖所示，試驗例2之條件下的還原率係1.40。為此，試驗例2中之還原率並非因為從氫氣生成之電漿中所含的活性種量比試驗例1大而提高。而是試驗例2係藉由添加氣體(氮氣)抑制例如氫自由基之再結合而抑制活性種的活性喪失。藉此，到達基板S之氧化膜的活性種量增大，結果試驗例2之還原率比試驗例1(及試驗例3)的還原率高。
[藉由SIMS之表面分析]
參照第六圖至第十圖，說明藉由SIMS對以下試驗例4~8之 各分析用基板的表面分析結果。
[試驗例4]
在基板面上形成具有厚度5nm之鉭層，在鉭層之面上形成具有厚度150nm之第一銅層而形成疊層體。而後，將疊層體靜置在大氣中10天後，在第一銅層之面上形成具有厚度50nm之第二銅層，而獲得試驗例4的分析用基板。
[試驗例5]
將疊層體靜置於大氣中後，在形成第二銅層之前，除了對疊層體進行還原處理之外，藉由與試驗例4同樣的方法獲得試驗例5的分析用基板。試驗例5之還原處理係將氫氣流量設定為1000sccm，將氬氣流量設定為200sccm，將添加氣體之氧氣流量設定為2sccm，將收容部11內部之壓力設定為70Pa，將高頻電力設定為500W，將處理時間設定為10秒，並將基板S之溫度設定為150℃。另外，使用微波作為電漿源22。
[試驗例6]
在還原處理中，除了將處理時間設定為60秒之外，藉由與試驗例5同樣的方法獲得試驗例6之分析用基板。
[試驗例7]
在還原處理中，除了使用氮氣作為添加氣體之外，藉由與試驗例6同樣的方法獲得試驗例7之分析用基板。
[試驗例8]
在與試驗例5同樣條件下還原第一銅層之表面後，除了在形成第二銅層之前使用用於生成第二電漿之氣體處理第一銅層表面之外，藉 由與試驗例5同樣的方法獲得試驗例8的分析用基板。使用用於生成第二電漿之氣體處理第一銅層表面之工序係將氫氣流量設定為1000sccm，將氬氣流量設定為200sccm，將收容部11內部之壓力設定為70Pa，將高頻電力設定為500W，將處理時間設定為60秒。
[分析結果]
如第六圖所示，在試驗例4之分析用基板，發現於第一銅層表面之氧原子濃度為1.5×1022原子/cm3，氮原子濃度為1.0×1019原子/cm3，碳原子濃度為2.0×1019原子/cm3，氫原子濃度為5.0×1020原子/cm3。
如第七圖所示，試驗例5之分析用基板，發現在第一銅層表面之氧原子濃度為8.0×1019原子/cm3，且氮原子濃度、碳原子濃度、及氫原子濃度皆與檢測下限值相同程度。換言之，發現在第一銅層表面皆大致未殘留氮原子、碳原子、及氫原子。
亦即，試驗例5中藉由還原處理，雖可還原形成於第一銅層表面之氧化膜，但是發現在第一銅層表面有氧原子殘留。此外，試驗例5中藉由還原處理，發現除了氧化膜還原之外，還從第一銅層表面消除氮原子、碳原子、及氫原子。
如第八圖所示，試驗例6之分析用基板，發現在第一銅層表面之氧原子濃度為9.0×1019原子/cm3，且氮原子濃度、碳原子濃度、及氫原子濃度皆與檢測下限值相同程度。換言之，發現在第一銅層表面皆大致未殘留氮原子、碳原子、及氫原子。
亦即，試驗例6中藉由還原處理，雖可將形成於第一銅層表面之氧化膜還原成與試驗例5相同程度，但是發現在第一銅層表面有氧原子 殘留。此外，試驗例6中藉由還原處理，發現除了氧化膜還原之外，還從第一銅層表面消除氮原子、碳原子、及氫原子。
如第九圖所示，試驗例7之分析用基板，發現在第一銅層表面之氧原子濃度與檢測下限值相同程度，且氮原子濃度為6.0×1019原子/cm3，碳原子濃度為2.0×1019原子/cm3，氫原子濃度與檢測下限值相同程度。換言之，發現在第一銅層表面皆大致未殘留氧原子及氫原子。
亦即，試驗例7中藉由還原處理，雖可還原形成於第一銅層表面之氧化膜，但是發現在第一銅層表面有氮原子殘留。此外，藉由試驗例7中的還原處理，發現除了氧化膜還原之外，還從第一銅層表面消除氫原子。
如第十圖所示，試驗例8之分析用基板，發現在第一銅層表面之氧原子濃度、氮原子濃度、碳原子濃度、及氫原子濃度全部與檢測下限值相同程度。換言之，發現在第一銅層表面皆未殘留氧原子、氮原子、碳原子、及氫原子。
亦即，試驗例8中藉由還原處理，發現使用從用於生成第一電漿之氣體所生成的電漿還原氧化膜後殘留於第一銅層表面之氧原子，藉由使用從用於生成第二電漿之氣體所生成的電漿之第一銅層的處理而消除。
如此，藉由使用從包含氧氣作為添加氣體的用於生成第一電漿之氣體所生成的電漿還原氧化膜時，氧化膜被還原。而後，使用用於生成第一電漿之氣體的電漿還原氧化膜後，使用用於生成第二電漿之氣體的電漿處理基板時，可從基板表面消除添加氣體中所含的氧原子。另外，使 用包含氮原子作為添加氣體的用於生成第一電漿之氣體的電漿進行氧化膜還原後，使用用於生成第二電漿之氣體的電漿處理基板情況下，可從基板表面消除添加氣體中所含的氮原子，不過此處省略說明。
採用本實施形態之基板處理方法及基板處理裝置時，可獲得以下列舉之效果。
(1)與僅從氫氣生成電漿時比較，藉由從氫氣與添加氣體之混合氣體生成電漿，可藉由添加氣體適切抑制從氫氣所生成之活性種的活性喪失。因而，從氫氣所生成之活性種中到達氧化膜的活性種比率提高，結果每單位耗電之氧化膜的還原速度提高。
(2)添加氣體係氧氣，且流量比係1/10以下時，可抑制活性種之活性喪失，並且可抑制電漿中之氧原子殘留於基板。
(3)添加氣體係氮氣，且流量比係1/10以下時，可抑制活性種之活性喪失，並且可抑制電漿中之氮原子殘留於基板。
(4)藉由第一電漿進行氧化膜之還原後，藉由使用第二電漿處理基板S，可消除藉由使用第一電漿而殘留於基板S之氧原子及氮原子的至少一方。
上述實施形態亦可如以下適當變更來實施。
‧添加氣體係氮氣時，如能還原基板S上之氧化膜，其流量比亦可比1/10大。此時，可從殘留於基板S表面之氮原子不致影響爾後工序的處理結果範圍內適當選擇混合氣體中之流量比上限值。
‧添加氣體係氧氣時，如能還原基板S上之氧化膜，其流量比亦可比1/10大。此時，可從殘留於基板S表面之氧原子不致影響爾後工序 的處理結果範圍內適當選擇混合氣體中之流量比上限值。
‧流量比係1/500以上時，氫氣亦可為1000sccm以外之流量。此時，可從殘留於基板S表面之氮原子及/或氧原子不致影響爾後工序的處理結果範圍內適當選擇混合氣體中之流量比上限值。
‧電漿供給部12不限於在收容部11外部生成電漿而供給電漿至收容部11之構成，亦可為在收容部11內部生成電漿之構成。如此構成時，電漿供給部12例如具備：收容部11；配置於收容部11周圍之感應耦合電漿(ICP)線圈；及施加高頻電壓至ICP線圈的電源即可。
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧收容部
11a‧‧‧排氣口
12‧‧‧電漿供給部
13‧‧‧氣體供給部
14‧‧‧擴散部
15‧‧‧支撐部
16‧‧‧排氣部
21‧‧‧電漿生成室
21a‧‧‧氣體供給口
22‧‧‧電漿源
23‧‧‧高頻電源
30‧‧‧控制部
S‧‧‧基板

Claims (6)

  1. 一種基板處理方法，其具備：藉由混合氫氣與添加氣體而生成混合氣體；從前述混合氣體或前述混合氣體與稀有氣體之組合氣體生成電漿；及將形成於基板上之氧化膜藉由前述電漿還原；前述添加氣體包含氮原子及氧原子之至少一方，生成前述混合氣體時，包含混合前述添加氣體與前述氫氣，使前述添加氣體之流量相對於前述氫氣的流量之比的流量比為1/500以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中前述添加氣體係氧氣，且前述流量比設定成1/10以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中前述添加氣體係氮氣，且前述流量比設定成1/10以下。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法，其中還原前述氧化膜時，包含使用前述電漿作為第一電漿來還原前述氧化膜，進一步具備：藉由前述第一電漿還原前述氧化膜後，藉由停止供給前述添加氣體，從前述氫氣或前述氫氣與前述稀有氣體之組合氣體生成第二電漿；及將前述第二電漿應用於前述基板。
  5. 一種基板處理裝置，其具備：收容部，其係收容基板； 氣體供給部，其係供給用於生成電漿之氣體；及電漿供給部，其係從藉由前述氣體供給部所供給之前述用於生成電漿之氣體生成電漿，而供給前述電漿至前述收容部；前述用於生成電漿之氣體係氫氣與添加氣體之混合氣體、或是前述混合氣體與稀有氣體的組合氣體，前述添加氣體包含氮原子及氧原子之至少一方，前述氣體供給部係構成將前述用於生成電漿之氣體供給至前述電漿供給部，使前述添加氣體之流量相對於前述氫氣的流量之比的流量比為1/500以上。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中前述氣體供給部係可供給前述用於生成電漿之氣體，作為用於生成第一電漿之氣體，並且可供給前述氫氣或前述氫氣與前述稀有氣體之組合氣體，作為用於生成第二電漿之氣體；進一步具備控制部，前述控制部係構成用來控制前述電漿供給部及前述氣體供給部而執行以下之處理，該處理包含：從前述氣體供給部供給前述用於生成第一電漿之氣體至前述電漿供給部；藉由前述電漿供給部從前述用於生成第一電漿之氣體生成第一電漿，而往前述收容部供給前述第一電漿；往前述收容部供給前述第一電漿後，藉由停止供給前述添加氣體，而從前述氣體供給部供給前述用於生成第二電漿之氣體至前述電漿供給部； 藉由前述電漿供給部從前述用於生成第二電漿之氣體生成第二電漿，而往前述收容部供給前述第二電漿。
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