JP2875503B2 - 半導体の処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、高性能で高信頼
性を有する半導体装置の製造プロセスにおける半導体の
洗浄等の処理方法に関するものである。
性を有する半導体装置の製造プロセスにおける半導体の
洗浄等の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩ、特にシリコン基板上に形成さ
れた超ＬＳＩの製造プロセスにおけるシリコン基板又は
該シリコン基板上に形成された半導体薄膜の洗浄工程に
おいては、通常、超純水が用いられる。この超純水は、
比抵抗が１０6 Ωcm以上の高抵抗を有し、超ＬＳＩの製
作上において有害となる残留不純物を含まないと共にゴ
ミやバクテリアの類までも除去されたきわめてクリーン
な水（Ｈ2 Ｏ）である。
れた超ＬＳＩの製造プロセスにおけるシリコン基板又は
該シリコン基板上に形成された半導体薄膜の洗浄工程に
おいては、通常、超純水が用いられる。この超純水は、
比抵抗が１０6 Ωcm以上の高抵抗を有し、超ＬＳＩの製
作上において有害となる残留不純物を含まないと共にゴ
ミやバクテリアの類までも除去されたきわめてクリーン
な水（Ｈ2 Ｏ）である。
【０００３】以下、超ＬＳＩの製造プロセスにおいて超
純水を用いて行なう洗浄工程を備えた半導体の処理方法
について説明する。
純水を用いて行なう洗浄工程を備えた半導体の処理方法
について説明する。
【０００４】例えば、シリコン基板をＮＨ4 Ｆ：ＨＦ
（２０：１）よりなるエッチング液中において数十秒間
のディップ（ｄｉｐ）エッチングを行なって、シリコン
基板上に形成されている自然酸化膜（ｎａｔｉｖｅ ｏ
ｘｉｄｅ）を除去した後、前記の超純水を用いてエッチ
ング液を洗い流す。次に、シリコン基板の表面を乾燥し
た後、次工程、例えば、ゲート絶縁膜の形成工程、電極
材料を蒸着する電極形成工程又は気相成長法により半導
体層を形成する結晶成長工程等を行なう。
（２０：１）よりなるエッチング液中において数十秒間
のディップ（ｄｉｐ）エッチングを行なって、シリコン
基板上に形成されている自然酸化膜（ｎａｔｉｖｅ ｏ
ｘｉｄｅ）を除去した後、前記の超純水を用いてエッチ
ング液を洗い流す。次に、シリコン基板の表面を乾燥し
た後、次工程、例えば、ゲート絶縁膜の形成工程、電極
材料を蒸着する電極形成工程又は気相成長法により半導
体層を形成する結晶成長工程等を行なう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の半導体の処理方法においては、ディップエッチング
工程において除去された自然酸化膜が、超純水による洗
浄工程において再び形成されてしまうという問題があ
る。超純水による洗浄工程において形成される自然酸化
膜の厚さは約１ｎｍ程度であるが、１ＧｂｉｔのＤＲＡ
Ｍ等の超ＬＳＩにおいては、ゲート酸化膜の膜厚は約５
ｎｍ以下であるため、約１ｎｍの膜厚を有する自然酸化
膜の存在は、デバイス特性又はデバイスの製造プロセス
において無視できないと共に、再現性の良い低抵抗のオ
ーミック電極の形成においても重大な支障をきたすとい
う問題がある。
来の半導体の処理方法においては、ディップエッチング
工程において除去された自然酸化膜が、超純水による洗
浄工程において再び形成されてしまうという問題があ
る。超純水による洗浄工程において形成される自然酸化
膜の厚さは約１ｎｍ程度であるが、１ＧｂｉｔのＤＲＡ
Ｍ等の超ＬＳＩにおいては、ゲート酸化膜の膜厚は約５
ｎｍ以下であるため、約１ｎｍの膜厚を有する自然酸化
膜の存在は、デバイス特性又はデバイスの製造プロセス
において無視できないと共に、再現性の良い低抵抗のオ
ーミック電極の形成においても重大な支障をきたすとい
う問題がある。
【０００６】尚、前述の問題は、Ｓｉ基板に対する洗浄
工程のほかにＧａＡｓ等の化合物半導体に対する洗浄工
程においても問題となる。
工程のほかにＧａＡｓ等の化合物半導体に対する洗浄工
程においても問題となる。
【０００７】前記に鑑み、本発明は、半導体の洗浄工程
において自然酸化膜が形成されないようにすることを目
的とする。
において自然酸化膜が形成されないようにすることを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、純水に
よる洗浄工程において自然酸化膜が形成される原因につ
いて検討した結果、空気中には０．２％しか含まれてい
ないが純水に極めてよく溶ける炭酸ガス（ＣＯ2 ）が純
水中で炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）となって、例えばＳｉを酸化
する現象を見出し、純水中から炭酸ガス成分を実質的に
除去すると、Ｓｉの酸化つまり自然酸化膜の形成を阻止
できるという技術的思想に想到したものである。
よる洗浄工程において自然酸化膜が形成される原因につ
いて検討した結果、空気中には０．２％しか含まれてい
ないが純水に極めてよく溶ける炭酸ガス（ＣＯ2 ）が純
水中で炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）となって、例えばＳｉを酸化
する現象を見出し、純水中から炭酸ガス成分を実質的に
除去すると、Ｓｉの酸化つまり自然酸化膜の形成を阻止
できるという技術的思想に想到したものである。
【０００９】本発明は、前記の知見に基づいて成された
ものであり、具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、半導体の処理方法を、半導体の表面を、炭酸ガス成
分を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、
炭酸ガス成分を実質的に含有しない純水を用いて洗浄す
る洗浄工程を備えている構成とするものである。半導体
の表面とは、半導体基板の表面又は半導体基板上に形成
された半導体層の表面を意味する。
ものであり、具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、半導体の処理方法を、半導体の表面を、炭酸ガス成
分を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、
炭酸ガス成分を実質的に含有しない純水を用いて洗浄す
る洗浄工程を備えている構成とするものである。半導体
の表面とは、半導体基板の表面又は半導体基板上に形成
された半導体層の表面を意味する。
【００１０】請求項１の構成により、半導体の表面は炭
酸ガス成分を実質的に含有しない純水を用いて洗浄され
るため、純水中には炭酸ガスが水と反応して生成される
炭酸が存在しない。
酸ガス成分を実質的に含有しない純水を用いて洗浄され
るため、純水中には炭酸ガスが水と反応して生成される
炭酸が存在しない。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記洗浄工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記洗浄工程における前記純
水は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加する
ものである。
記洗浄工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記洗浄工程における前記純
水は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加する
ものである。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２の構成
に、前記洗浄工程の後に、炭酸ガス成分及び水分を実質
的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、前記半導
体の表面に残留している水分を、炭酸ガス成分及び水分
を含有しない有機溶剤に置換する置換工程をさらに備え
ている構成を付加するものである。有機溶媒としては、
アセトン、トリクロロエタンやメタノール等を用いるこ
とができる。
に、前記洗浄工程の後に、炭酸ガス成分及び水分を実質
的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、前記半導
体の表面に残留している水分を、炭酸ガス成分及び水分
を含有しない有機溶剤に置換する置換工程をさらに備え
ている構成を付加するものである。有機溶媒としては、
アセトン、トリクロロエタンやメタノール等を用いるこ
とができる。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３の構成に、前
記置換工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記置換工程における前記有
機溶剤は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加
するものである。
記置換工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記置換工程における前記有
機溶剤は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加
するものである。
【００１４】請求項５の発明が講じた解決手段は、半導
体の処理方法を、半導体の表面を、炭酸ガス成分及び水
分を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、
炭酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない有機溶媒を
用いて洗浄する洗浄工程を備えている構成とするもので
ある。半導体の表面とは、半導体基板の表面及び半導体
基板上に形成された半導体層の表面を意味し、有機溶媒
としては、アセトン、トリクロロエタンやメタノール等
を用いることができる。
体の処理方法を、半導体の表面を、炭酸ガス成分及び水
分を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、
炭酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない有機溶媒を
用いて洗浄する洗浄工程を備えている構成とするもので
ある。半導体の表面とは、半導体基板の表面及び半導体
基板上に形成された半導体層の表面を意味し、有機溶媒
としては、アセトン、トリクロロエタンやメタノール等
を用いることができる。
【００１５】請求項５の構成により、半導体の表面は炭
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない有機溶媒を用
いて洗浄されるため、有機溶媒中には炭酸ガスが水と反
応して生成される炭酸が存在しない。
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない有機溶媒を用
いて洗浄されるため、有機溶媒中には炭酸ガスが水と反
応して生成される炭酸が存在しない。
【００１６】請求項６の発明は、請求項５の構成に、前
記洗浄工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記洗浄工程における前記有
機溶媒は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加
するものである。
記洗浄工程における前記不活性ガスは酸素成分を実質的
に含有していないと共に、前記洗浄工程における前記有
機溶媒は酸素成分を実質的に含有していない構成を付加
するものである。
【００１７】請求項７の発明は、請求項１〜６の構成
に、前記洗浄工程は前記半導体を回転させながら洗浄す
る工程を含む構成を付加するものである。
に、前記洗浄工程は前記半導体を回転させながら洗浄す
る工程を含む構成を付加するものである。
【００１８】請求項８の発明は、請求項１〜７の構成
に、前記洗浄工程の前に、半導体の表面における少なく
とも一部の領域に形成されている酸化膜又は自然酸化膜
を除去する酸化膜除去工程をさらに備えている構成を付
加するものである。
に、前記洗浄工程の前に、半導体の表面における少なく
とも一部の領域に形成されている酸化膜又は自然酸化膜
を除去する酸化膜除去工程をさらに備えている構成を付
加するものである。
【００１９】請求項９の発明は、請求項１、２、５又は
６の構成に、前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭酸ガ
ス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中にお
いて乾燥させる乾燥工程をさらに備えている構成を付加
するものである。
６の構成に、前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭酸ガ
ス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中にお
いて乾燥させる乾燥工程をさらに備えている構成を付加
するものである。
【００２０】請求項１０の発明は、請求項３又は４の構
成に、前記置換工程の後に、前記半導体を炭酸ガス成分
及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾
燥させる乾燥工程をさらに備えている構成を付加するも
のである。
成に、前記置換工程の後に、前記半導体を炭酸ガス成分
及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾
燥させる乾燥工程をさらに備えている構成を付加するも
のである。
【００２１】請求項１１の発明は、請求項９又は１０の
構成に、前記乾燥工程における前記不活性ガスは酸素成
分を実質的に含有していない構成を付加するものであ
る。
構成に、前記乾燥工程における前記不活性ガスは酸素成
分を実質的に含有していない構成を付加するものであ
る。
【００２２】請求項１２の発明は、請求項１、２、５又
は６の構成に、前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭酸
ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中に
おいて、絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長工
程等の次工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程をさ
らに備えている構成を付加するものである。
は６の構成に、前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭酸
ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中に
おいて、絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長工
程等の次工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程をさ
らに備えている構成を付加するものである。
【００２３】請求項１３の発明は、請求項３又は４の構
成に、前記置換工程の後に、前記半導体を炭酸ガス成分
及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中において、
絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長工程等の次
工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程をさらに備え
ている構成を付加するものである。
成に、前記置換工程の後に、前記半導体を炭酸ガス成分
及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中において、
絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長工程等の次
工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程をさらに備え
ている構成を付加するものである。
【００２４】請求項１４の発明は、請求項１２又は１３
の構成に、前記搬送工程における前記不活性ガスは酸素
成分を実質的に含有していない構成を付加するものであ
る。
の構成に、前記搬送工程における前記不活性ガスは酸素
成分を実質的に含有していない構成を付加するものであ
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体の処理
方法について説明するが、その前提として、炭酸ガス
（ＣＯ2 ）が純水中で炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）に変化し、Ｓ
ｉを酸化させる過程について説明する。
方法について説明するが、その前提として、炭酸ガス
（ＣＯ2 ）が純水中で炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）に変化し、Ｓ
ｉを酸化させる過程について説明する。
【００２６】水（Ｈ2 Ｏ）は極めてわずかながら次式の
ように電離し（解離定数１×１０-7）、等量のＨ+ とＯ
Ｈ- とを生じる。２５℃の温度下においては、１００億
個の水分子中の１８個が電離している程度である。
ように電離し（解離定数１×１０-7）、等量のＨ+ とＯ
Ｈ- とを生じる。２５℃の温度下においては、１００億
個の水分子中の１８個が電離している程度である。
【００２７】Ｈ2 Ｏ→Ｈ+ ＋ＯＨ- これに対して、炭酸ガス（ＣＯ2 ）は純水（Ｈ2 Ｏ）に
極めてよく溶け、次式のように炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）を生
成する。
極めてよく溶け、次式のように炭酸（Ｈ2 ＣＯ3 ）を生
成する。
【００２８】ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＣＯ3 その後、炭酸は次式のように解離（解離定数４×１
０-7）して、Ｓｉを酸化させる基となるＨ+ を形成す
る。
０-7）して、Ｓｉを酸化させる基となるＨ+ を形成す
る。
【００２９】Ｈ2 ＣＯ3 →Ｈ+ ＋ＨＣＯ3 その後、発生したＨ+ により、Ｓｉが次式のようにＳｉ
Ｈ+ となる。
Ｈ+ となる。
【００３０】Ｓｉ＋Ｈ+ →ＳｉＨ+ 次に、ＳｉＨ+ が、ＯＨ- と反応した後にＨ+ と反応
し、結果的に次の反応式に示すようにＳｉＯ2 が生成さ
れる。
し、結果的に次の反応式に示すようにＳｉＯ2 が生成さ
れる。
【００３１】 ＳｉＨ+ ＋２ＯＨ- ＋Ｈ+ →ＳｉＯ2 ＋２Ｈ2 ↑ 以上の考察から分かるように、炭酸ガス成分を実質的に
含まない純水によって半導体の表面を洗浄すると、半導
体の表面には自然酸化膜が形成されないのである。従来
の洗浄工程を得た半導体の表面に形成される自然酸化膜
の膜厚は約１ｎｍ程度であると言われているが、炭酸ガ
ス成分を実質的に含まない純水を用いて洗浄すると、Ｈ
+ の解離定数は４×１０-7から１×１０-7以下に減少す
るので、自然酸化膜の膜厚は従来の数分の１以下に低減
することになる。自然酸化膜の膜厚を数分の１以下に低
減できると、ゲート酸化膜の膜厚の高精度な制御、良好
なオーミック電極の形成及び良好な結晶薄膜の形成のい
ずれにおいても、自然酸化膜の存在は殆ど問題にならな
い。
含まない純水によって半導体の表面を洗浄すると、半導
体の表面には自然酸化膜が形成されないのである。従来
の洗浄工程を得た半導体の表面に形成される自然酸化膜
の膜厚は約１ｎｍ程度であると言われているが、炭酸ガ
ス成分を実質的に含まない純水を用いて洗浄すると、Ｈ
+ の解離定数は４×１０-7から１×１０-7以下に減少す
るので、自然酸化膜の膜厚は従来の数分の１以下に低減
することになる。自然酸化膜の膜厚を数分の１以下に低
減できると、ゲート酸化膜の膜厚の高精度な制御、良好
なオーミック電極の形成及び良好な結晶薄膜の形成のい
ずれにおいても、自然酸化膜の存在は殆ど問題にならな
い。
【００３２】以下、本発明の第１の実施形態に係る半導
体の処理方法について図１を参照しながら説明する。こ
こでは、将来的な複合新機能デバイス用基板として注目
されているＳｉ基板上にＧａＡｓやＺｎＳ等の化合物半
導体層を結晶成長法により形成する場合について説明す
る。
体の処理方法について図１を参照しながら説明する。こ
こでは、将来的な複合新機能デバイス用基板として注目
されているＳｉ基板上にＧａＡｓやＺｎＳ等の化合物半
導体層を結晶成長法により形成する場合について説明す
る。
【００３３】図１において、１は自然酸化膜除去工程区
域、２は半導体洗浄工程区域、３は半導体乾燥工程区
域、４は半導体搬送工程区域、５は気相成長工程、電極
形成工程又はゲート酸化膜形成工程等を行なう次工程区
域である。
域、２は半導体洗浄工程区域、３は半導体乾燥工程区
域、４は半導体搬送工程区域、５は気相成長工程、電極
形成工程又はゲート酸化膜形成工程等を行なう次工程区
域である。
【００３４】半導体洗浄工程区域２及び半導体乾燥工程
区域３は、炭酸ガス成分、酸素成分及び水分が実質的に
含まれていない（フリー）不活性ガス１０（半導体洗浄
工程区域２においては純水の若干の蒸発成分があり、半
導体乾燥工程区域３においては乾燥前に付着している水
滴よりなる水蒸気成分があるが、供給する不活性ガスに
おいては炭酸ガス成分、酸素成分及び水分はフリーであ
る。）で満たされている。半導体搬送工程区域４は、炭
酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーな不活性ガス１
０で満たされているが、場合によっては、１×１０-5ｔ
ｏｒｒ以上の高真空に保ってもよい。次工程区域５は、
炭酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーなＮ2 ガスや
アルゴンガス等の不活性ガス１０で満たされたクリーン
トンネル１１により覆われている。
区域３は、炭酸ガス成分、酸素成分及び水分が実質的に
含まれていない（フリー）不活性ガス１０（半導体洗浄
工程区域２においては純水の若干の蒸発成分があり、半
導体乾燥工程区域３においては乾燥前に付着している水
滴よりなる水蒸気成分があるが、供給する不活性ガスに
おいては炭酸ガス成分、酸素成分及び水分はフリーであ
る。）で満たされている。半導体搬送工程区域４は、炭
酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーな不活性ガス１
０で満たされているが、場合によっては、１×１０-5ｔ
ｏｒｒ以上の高真空に保ってもよい。次工程区域５は、
炭酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーなＮ2 ガスや
アルゴンガス等の不活性ガス１０で満たされたクリーン
トンネル１１により覆われている。
【００３５】不活性ガス中から炭酸ガス成分、酸素ガス
成分及び水分を除去する方法としては、炭酸ガス、酸素
及び水の沸点がそれぞれ−７５．８℃、 −１８３．０
℃、１００℃であるから、不活性ガスを液体窒素（−１
９５．８℃）の温度領域を通して、炭酸ガス成分、酸素
成分及び水分を液化させて（通常、不活性ガスは液体窒
素温度においては気体である。）除去する方法、触媒若
しくは吸着剤を用いて除去する方法、Ｔｉスポンジーゲ
ッター方法又はＺｒゲッター方法等が挙げられる。通常
の市販の不活性ガスには一般に数１００ｐｐｂ以上の残
留成分が含まれていると考えられるので、市販の不活性
ガスを純化して、各工程区域に供給する不活性ガス中に
炭酸ガス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない
ようにする。
成分及び水分を除去する方法としては、炭酸ガス、酸素
及び水の沸点がそれぞれ−７５．８℃、 −１８３．０
℃、１００℃であるから、不活性ガスを液体窒素（−１
９５．８℃）の温度領域を通して、炭酸ガス成分、酸素
成分及び水分を液化させて（通常、不活性ガスは液体窒
素温度においては気体である。）除去する方法、触媒若
しくは吸着剤を用いて除去する方法、Ｔｉスポンジーゲ
ッター方法又はＺｒゲッター方法等が挙げられる。通常
の市販の不活性ガスには一般に数１００ｐｐｂ以上の残
留成分が含まれていると考えられるので、市販の不活性
ガスを純化して、各工程区域に供給する不活性ガス中に
炭酸ガス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない
ようにする。
【００３６】本明細書においては、炭酸ガス成分、酸素
成分又は水分が実質的に含まれない（フリー）とは、各
含有量が約５ｐｐｂ以下のことを指すが、各含有量は少
ない方が好ましいのは当然であり、各含有量が約１ｐｐ
ｂ以下であると、半導体の表面には自然酸化膜が極めて
形成されにくい。また、本発明に係る各実施形態におい
ては、純水には炭酸ガス成分及び酸素成分が含まれてい
ないと共に、有機溶媒及び不活性ガスには炭酸ガス成
分、酸素成分及び水分が含まれていないが、炭酸ガス成
分が実質的に含まれていない純水、炭酸ガス及び水分が
実質的に含まれていない有機溶媒及び不活性ガスを用い
ると、本発明の目的は達成され、半導体の表面に自然酸
化膜が形成されにくい。
成分又は水分が実質的に含まれない（フリー）とは、各
含有量が約５ｐｐｂ以下のことを指すが、各含有量は少
ない方が好ましいのは当然であり、各含有量が約１ｐｐ
ｂ以下であると、半導体の表面には自然酸化膜が極めて
形成されにくい。また、本発明に係る各実施形態におい
ては、純水には炭酸ガス成分及び酸素成分が含まれてい
ないと共に、有機溶媒及び不活性ガスには炭酸ガス成
分、酸素成分及び水分が含まれていないが、炭酸ガス成
分が実質的に含まれていない純水、炭酸ガス及び水分が
実質的に含まれていない有機溶媒及び不活性ガスを用い
ると、本発明の目的は達成され、半導体の表面に自然酸
化膜が形成されにくい。
【００３７】まず、自然酸化膜除去工程について説明す
る。シリコン基板１２Ａを自然酸化膜除去工程区域１内
に満たされた室温のＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝２０：１のエッチ
ング液１３中に数１０秒間浸して、シリコン基板１２Ａ
の所定領域すなわちシリコン基板１２Ａの表面における
少なくとも一部の領域の自然酸化膜を除去する。また、
図１においては示していないが、エッチング液１３の蒸
気は常に自然酸化膜除去工程区域１の外部に排出され
る。
る。シリコン基板１２Ａを自然酸化膜除去工程区域１内
に満たされた室温のＮＨ4 Ｆ：ＨＦ＝２０：１のエッチ
ング液１３中に数１０秒間浸して、シリコン基板１２Ａ
の所定領域すなわちシリコン基板１２Ａの表面における
少なくとも一部の領域の自然酸化膜を除去する。また、
図１においては示していないが、エッチング液１３の蒸
気は常に自然酸化膜除去工程区域１の外部に排出され
る。
【００３８】次に、半導体洗浄工程について説明する。
自然酸化膜が除去されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガ
ス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない不活性
ガス１０で満たされた半導体洗浄工程区域２に移送した
後、炭酸ガス成分及び酸素成分が実質的に含まれない超
純水１４により洗浄して、シリコン基板１２Ａの表面に
付着しているエッチング液を十分に除去する。従来の超
純水精製システムにおいては、バクテリアが除去された
超純水により洗浄されていたが、第１の実施形態におい
ては、バクテリアが除去されていると共に半導体を酸化
させる基となる炭酸ガス成分及び酸素成分が溶け込んで
いない超純水により洗浄を行なう。半導体洗浄工程は、
炭酸ガス成分及び酸素成分が含まれていない超純水が絶
えず半導体洗浄工程区域２内を流通している状態で行な
われる。このような超純水は、イオン交換樹脂装置、限
外濾過装置（ＵＦ装置）又は逆浸透装置（ＲＯ装置）を
用いること、及び、炭酸ガス成分及び酸素成分がフリー
な不活性ガスが満たされ且つ密閉された貯蔵タンクに貯
蔵することにより得ることができる。
自然酸化膜が除去されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガ
ス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない不活性
ガス１０で満たされた半導体洗浄工程区域２に移送した
後、炭酸ガス成分及び酸素成分が実質的に含まれない超
純水１４により洗浄して、シリコン基板１２Ａの表面に
付着しているエッチング液を十分に除去する。従来の超
純水精製システムにおいては、バクテリアが除去された
超純水により洗浄されていたが、第１の実施形態におい
ては、バクテリアが除去されていると共に半導体を酸化
させる基となる炭酸ガス成分及び酸素成分が溶け込んで
いない超純水により洗浄を行なう。半導体洗浄工程は、
炭酸ガス成分及び酸素成分が含まれていない超純水が絶
えず半導体洗浄工程区域２内を流通している状態で行な
われる。このような超純水は、イオン交換樹脂装置、限
外濾過装置（ＵＦ装置）又は逆浸透装置（ＲＯ装置）を
用いること、及び、炭酸ガス成分及び酸素成分がフリー
な不活性ガスが満たされ且つ密閉された貯蔵タンクに貯
蔵することにより得ることができる。
【００３９】次に、半導体乾燥工程について説明する。
超純水により洗浄されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガ
ス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない不活性
ガス１０で満たされた半導体乾燥工程区域３に移送し、
スピンナーチャック１５上に載置してスピン乾燥を行な
う。
超純水により洗浄されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガ
ス成分、酸素成分及び水分が実質的に含まれない不活性
ガス１０で満たされた半導体乾燥工程区域３に移送し、
スピンナーチャック１５上に載置してスピン乾燥を行な
う。
【００４０】尚、スピン乾燥の前に、純水噴射ノズル１
６から炭酸ガス成分及び酸素成分がフリーな超純水をシ
リコン基板１２Ａの表面に噴射して、新鮮な超純水によ
り再度シリコン基板１２Ａを洗浄（スピン洗浄）を行な
ってもよい。
６から炭酸ガス成分及び酸素成分がフリーな超純水をシ
リコン基板１２Ａの表面に噴射して、新鮮な超純水によ
り再度シリコン基板１２Ａを洗浄（スピン洗浄）を行な
ってもよい。
【００４１】また、スピン乾燥に代えて、炭酸ガス成
分、酸素成分及び水分がフリーな乾燥した不活性ガスを
シリコン基板１２Ａに吹き付けて瞬時に乾燥させてもよ
い。
分、酸素成分及び水分がフリーな乾燥した不活性ガスを
シリコン基板１２Ａに吹き付けて瞬時に乾燥させてもよ
い。
【００４２】また、スピン乾燥により十分な乾燥が得ら
れない場合には、シリコン基板１２Ａを加熱してもよ
い、すなわち、加熱された不活性ガスをシリコン基板１
２Ａに吹き付けながらスピン乾燥を行なったり、スピン
乾燥の後に加熱された不活性ガスをシリコン基板１２Ａ
に吹き付けたり、又は、半導体乾燥区域３の温度を高く
しておいたりする方法を採用できる。
れない場合には、シリコン基板１２Ａを加熱してもよ
い、すなわち、加熱された不活性ガスをシリコン基板１
２Ａに吹き付けながらスピン乾燥を行なったり、スピン
乾燥の後に加熱された不活性ガスをシリコン基板１２Ａ
に吹き付けたり、又は、半導体乾燥区域３の温度を高く
しておいたりする方法を採用できる。
【００４３】次に、半導体搬送工程について説明する。
乾燥されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガス成分、酸素
成分及び水分がフリーな不活性ガスが満たされている環
境下又は高真空な環境下の搬送工程区域４を経た後、ゲ
ートバルブ１７を経由して次工程区域５に搬送する。
乾燥されたシリコン基板１２Ａを、炭酸ガス成分、酸素
成分及び水分がフリーな不活性ガスが満たされている環
境下又は高真空な環境下の搬送工程区域４を経た後、ゲ
ートバルブ１７を経由して次工程区域５に搬送する。
【００４４】次に、次工程について説明する。次工程と
しては、結晶成長工程、高精度な膜厚の制御が要求され
るゲート酸化膜形成工程、又は、コンタクトホール形成
後の電極形成工程等が挙げられるが、ここでは、気相成
長装置により行なわれるＧａＡｓ又はＺｎＳ等の化合物
半導体層を結晶成長法により形成する工程について説明
する。気相成長装置としては、例えば有機金属気相成長
装置を用い、ロードロック方式を採用する。シリコン基
板１２Ａ上にＧａＡｓ又はＺｎＳ等の化合物半導体層を
気相成長法により結晶成長する場合、気相成長法は基板
の表面つまり成長の初期工程が極めて重要であり、シリ
コン基板１２Ａ上に自然酸化膜が形成されていると、良
好なエピタキシャル成長膜を得ることは難しい。
しては、結晶成長工程、高精度な膜厚の制御が要求され
るゲート酸化膜形成工程、又は、コンタクトホール形成
後の電極形成工程等が挙げられるが、ここでは、気相成
長装置により行なわれるＧａＡｓ又はＺｎＳ等の化合物
半導体層を結晶成長法により形成する工程について説明
する。気相成長装置としては、例えば有機金属気相成長
装置を用い、ロードロック方式を採用する。シリコン基
板１２Ａ上にＧａＡｓ又はＺｎＳ等の化合物半導体層を
気相成長法により結晶成長する場合、気相成長法は基板
の表面つまり成長の初期工程が極めて重要であり、シリ
コン基板１２Ａ上に自然酸化膜が形成されていると、良
好なエピタキシャル成長膜を得ることは難しい。
【００４５】そこで、従来は、気相成長装置内の温度を
９００℃以上に上昇させ、Ｈ2 ガス中に載置したり又は
結晶成長用ガス（ＺｎＳの場合にはＨ2 Ｓガスであ
る。）を流したりして自然酸化膜を除去した後、温度を
下げ、所定の成長温度（ＺｎＳの場合には３５０℃、Ｇ
ａＡｓの場合には本成長の前にプリ成長させる２段階成
長法を行なうため、これらに対応する温度）下において
エピタキシャル成長を行なっている。
９００℃以上に上昇させ、Ｈ2 ガス中に載置したり又は
結晶成長用ガス（ＺｎＳの場合にはＨ2 Ｓガスであ
る。）を流したりして自然酸化膜を除去した後、温度を
下げ、所定の成長温度（ＺｎＳの場合には３５０℃、Ｇ
ａＡｓの場合には本成長の前にプリ成長させる２段階成
長法を行なうため、これらに対応する温度）下において
エピタキシャル成長を行なっている。
【００４６】しかしながら、第１の実施形態によると、
シリコン基板１２Ａを前記のような高温にさらす必要が
ないので、工程数が低減できる。また、シリコン基板や
化合物半導体基板の上に集積回路がすでに形成されてい
るときに半導体基板を高温下にさらすと、不純物が拡散
したり素子の形状が変化したりして、集積回路の特性が
劣化する虞れがあるが、第１の実施形態によると、洗浄
工程の後に自然酸化膜が形成されないため、半導体基板
を高温にさらす必要がないので、前記の問題は生じな
い。
シリコン基板１２Ａを前記のような高温にさらす必要が
ないので、工程数が低減できる。また、シリコン基板や
化合物半導体基板の上に集積回路がすでに形成されてい
るときに半導体基板を高温下にさらすと、不純物が拡散
したり素子の形状が変化したりして、集積回路の特性が
劣化する虞れがあるが、第１の実施形態によると、洗浄
工程の後に自然酸化膜が形成されないため、半導体基板
を高温にさらす必要がないので、前記の問題は生じな
い。
【００４７】尚、自然酸化膜を除去するために、気相成
長装置内でエッチング用ガスを流す方法もあるが、半導
体基板が保持される炉芯管内にエッチングガスを流すと
装置の配管系全体が腐食してしまうので好ましくない。
長装置内でエッチング用ガスを流す方法もあるが、半導
体基板が保持される炉芯管内にエッチングガスを流すと
装置の配管系全体が腐食してしまうので好ましくない。
【００４８】図３（ａ）〜（ｅ）は、前述した一連のプ
ロセスが行なわれるシリコン基板の断面構造を示してい
る。
ロセスが行なわれるシリコン基板の断面構造を示してい
る。
【００４９】まず、自然酸化膜除去工程において、図３
（ａ）に示すように自然酸化膜２１が形成されたシリコ
ン基板２０をエッチング液にディップして、図３（ｂ）
に示すように自然酸化膜２１を除去する。次に、半導体
洗浄工程において、シリコン基板２０の表面に付着して
いるエッチング液を超純水により洗浄した後、シリコン
基板２０の表面を乾燥する。
（ａ）に示すように自然酸化膜２１が形成されたシリコ
ン基板２０をエッチング液にディップして、図３（ｂ）
に示すように自然酸化膜２１を除去する。次に、半導体
洗浄工程において、シリコン基板２０の表面に付着して
いるエッチング液を超純水により洗浄した後、シリコン
基板２０の表面を乾燥する。
【００５０】次に、次工程において、図３（ｃ）に示す
ように、シリコン基板２０の上に気相成長装置によりＺ
ｎＳ膜２２を形成したり、図３（ｄ）に示すように、シ
リコン基板２０の上に電極用材料形成装置（例えば、Ａ
ｌやＡｕ等を蒸着するメタル蒸着装置又はポリシリコン
のデポ装置等）により電極２３を形成したり、図３
（ｅ）に示すように、シリコン基板２０の上に熱酸化炉
により１０ｎｍ以下の膜厚のゲート酸化膜２４を形成し
たりする。
ように、シリコン基板２０の上に気相成長装置によりＺ
ｎＳ膜２２を形成したり、図３（ｄ）に示すように、シ
リコン基板２０の上に電極用材料形成装置（例えば、Ａ
ｌやＡｕ等を蒸着するメタル蒸着装置又はポリシリコン
のデポ装置等）により電極２３を形成したり、図３
（ｅ）に示すように、シリコン基板２０の上に熱酸化炉
により１０ｎｍ以下の膜厚のゲート酸化膜２４を形成し
たりする。
【００５１】以下、前述したシリコン基板上に化合物半
導体層を結晶成長法により形成するプロセスに代えて、
コンタクトホール形成後の電極形成工程に第１の実施形
態を適用する場合について図４を参照しながら説明す
る。
導体層を結晶成長法により形成するプロセスに代えて、
コンタクトホール形成後の電極形成工程に第１の実施形
態を適用する場合について図４を参照しながら説明す
る。
【００５２】まず、図４（ａ）に示すように、ｐ型のシ
リコン基板３０の表面部にｎ+ 型の拡散領域３１を形成
した後、シリコン基板３０の上に全面に亘ってシリコン
酸化膜３２を形成する。次に、シリコン酸化膜３２の上
にホトリソグラフィによりレジストパターン３３を形成
した後、該レジストパターン３３を用いてシリコン酸化
膜３２にコンタクトホール３２ａを形成し、その後、レ
ジストパターン３３を除去する。この工程においては、
図４（ｂ）に示すように、拡散領域３１におけるコンタ
クトホール３２ａに露出した領域には自然酸化膜３４が
形成される。
リコン基板３０の表面部にｎ+ 型の拡散領域３１を形成
した後、シリコン基板３０の上に全面に亘ってシリコン
酸化膜３２を形成する。次に、シリコン酸化膜３２の上
にホトリソグラフィによりレジストパターン３３を形成
した後、該レジストパターン３３を用いてシリコン酸化
膜３２にコンタクトホール３２ａを形成し、その後、レ
ジストパターン３３を除去する。この工程においては、
図４（ｂ）に示すように、拡散領域３１におけるコンタ
クトホール３２ａに露出した領域には自然酸化膜３４が
形成される。
【００５３】次に、前述した自然酸化膜形成工程におい
て、ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ系のエッチング液により自然酸化膜
３４を除去した後、前述の半導体洗浄工程、半導体乾燥
工程及び半導体搬送工程を経て、次工程においてアルミ
ニウムを蒸着して電極を形成する（図３（ｄ）を参
照）。従来においては、半導体洗浄工程又は半導体乾燥
工程において自然酸化膜が形成されていたため、次工程
において電極を形成すると、コンタクト不良が発生する
ことがあったが、第１の実施形態によると、半導体洗浄
工程及び半導体乾燥工程は炭酸ガス成分及び酸素成分が
フリーな状態で行なわれるため、コンタクト不良が極め
て発生しにくい。
て、ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ系のエッチング液により自然酸化膜
３４を除去した後、前述の半導体洗浄工程、半導体乾燥
工程及び半導体搬送工程を経て、次工程においてアルミ
ニウムを蒸着して電極を形成する（図３（ｄ）を参
照）。従来においては、半導体洗浄工程又は半導体乾燥
工程において自然酸化膜が形成されていたため、次工程
において電極を形成すると、コンタクト不良が発生する
ことがあったが、第１の実施形態によると、半導体洗浄
工程及び半導体乾燥工程は炭酸ガス成分及び酸素成分が
フリーな状態で行なわれるため、コンタクト不良が極め
て発生しにくい。
【００５４】ところで、ｎ+ 型の拡散領域３１は一般に
１０20〜１０21cm-3のドーピングが行なわれるので、自
然酸化膜３４が形成されやすい。例えばディップエッチ
ング後に、ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ系のエッチング液を従来の超
純水を用いて５分間洗浄すると、約４ｎｍの自然酸化膜
が形成されるので、例えば、ＡＤコンバータのＬＳＩに
おいては多数のコンタクト不良が発生する。これに対し
て、超純水による半導体の洗浄を２分間にすると、ＡＤ
コンバータのＬＳＩにおけるコンタクト不良は大きく低
減する。そこで、従来は、コンタクト不良の低減を図る
ために、半導体洗浄工程の時間を短縮していたが、この
ようにすると、エッチング液が完全に除去されないの
で、長期信頼性に問題が生じる。
１０20〜１０21cm-3のドーピングが行なわれるので、自
然酸化膜３４が形成されやすい。例えばディップエッチ
ング後に、ＮＨ4 Ｆ：ＨＦ系のエッチング液を従来の超
純水を用いて５分間洗浄すると、約４ｎｍの自然酸化膜
が形成されるので、例えば、ＡＤコンバータのＬＳＩに
おいては多数のコンタクト不良が発生する。これに対し
て、超純水による半導体の洗浄を２分間にすると、ＡＤ
コンバータのＬＳＩにおけるコンタクト不良は大きく低
減する。そこで、従来は、コンタクト不良の低減を図る
ために、半導体洗浄工程の時間を短縮していたが、この
ようにすると、エッチング液が完全に除去されないの
で、長期信頼性に問題が生じる。
【００５５】ところが、第１の実施形態のように、炭酸
ガス成分及び酸素成分がフリーな状態で洗浄を行なう
と、自然酸化膜に起因するコンタクト不良が発生しにく
いため、５分間以上の十分な洗浄時間を確保できるの
で、自然酸化膜に起因するコンタクト不良の問題及び不
十分な洗浄に起因する薬液汚染等の問題を一挙に解決す
ることが可能になる。
ガス成分及び酸素成分がフリーな状態で洗浄を行なう
と、自然酸化膜に起因するコンタクト不良が発生しにく
いため、５分間以上の十分な洗浄時間を確保できるの
で、自然酸化膜に起因するコンタクト不良の問題及び不
十分な洗浄に起因する薬液汚染等の問題を一挙に解決す
ることが可能になる。
【００５６】また、ポリシリコンよりなる電極を有する
抵抗負荷のＭＯＳＦＥＴにおいては、アルミニウムより
なる電極を有する場合のように、シンター（ｓｉｎｔｅ
ｒ）によるアルミニウムの突き抜けが起こらないため、
自然酸化膜が少しでも形成されていると、電流が流れな
い状態（オープン状態）となり、コンタクト不良の原因
になるが、第１の実施形態を適用すると、歩留まりは飛
躍的に向上する。
抵抗負荷のＭＯＳＦＥＴにおいては、アルミニウムより
なる電極を有する場合のように、シンター（ｓｉｎｔｅ
ｒ）によるアルミニウムの突き抜けが起こらないため、
自然酸化膜が少しでも形成されていると、電流が流れな
い状態（オープン状態）となり、コンタクト不良の原因
になるが、第１の実施形態を適用すると、歩留まりは飛
躍的に向上する。
【００５７】第１の実施形態は、半導体レーザ等の半導
体装置のシリコン基板の裏面側に電極を形成する工程、
及びシリコン基板上に薄膜のゲート酸化膜を形成する工
程にも適用することができる。以下、第１の実施形態を
シリコン基板上にゲート酸化膜を形成する工程に適用す
る場合について図５を参照しながら説明する。
体装置のシリコン基板の裏面側に電極を形成する工程、
及びシリコン基板上に薄膜のゲート酸化膜を形成する工
程にも適用することができる。以下、第１の実施形態を
シリコン基板上にゲート酸化膜を形成する工程に適用す
る場合について図５を参照しながら説明する。
【００５８】図５はＭＯＳＦＥＴの断面構造を示してお
り、ｐ型のシリコン基板４０の上に、ソース・ドレイン
領域となるｎ+ 型の拡散領域４１が形成されていると共
にゲート酸化膜４２を介してゲート電極４３が形成され
ており、拡散領域４１の上にソース・ドレイン電極４４
が形成された構造を示している。１Ｇ以上のＤＲＡＭに
なると、ゲート酸化膜４２の厚さは５ｎｍ程度となり、
ゲート酸化膜４２は例えば８００℃の温度下における３
０分程度のドライ酸化工程により形成されるが、ドライ
熱酸化処理の前に既にシリコン基板４０の上に厚さが１
ｎｍ程度の自然酸化膜が形成されていると、ゲート酸化
膜４２の膜厚に２０％程度の設定誤差が生じるため、膜
厚の制御が難しくなり、ＶＴ特性等のデバイス特性に大
きなバラツキが生じることがあったが、第１の実施形態
を適用すると、ＶＴ特性を±３％以内に抑制することが
できる。
り、ｐ型のシリコン基板４０の上に、ソース・ドレイン
領域となるｎ+ 型の拡散領域４１が形成されていると共
にゲート酸化膜４２を介してゲート電極４３が形成され
ており、拡散領域４１の上にソース・ドレイン電極４４
が形成された構造を示している。１Ｇ以上のＤＲＡＭに
なると、ゲート酸化膜４２の厚さは５ｎｍ程度となり、
ゲート酸化膜４２は例えば８００℃の温度下における３
０分程度のドライ酸化工程により形成されるが、ドライ
熱酸化処理の前に既にシリコン基板４０の上に厚さが１
ｎｍ程度の自然酸化膜が形成されていると、ゲート酸化
膜４２の膜厚に２０％程度の設定誤差が生じるため、膜
厚の制御が難しくなり、ＶＴ特性等のデバイス特性に大
きなバラツキが生じることがあったが、第１の実施形態
を適用すると、ＶＴ特性を±３％以内に抑制することが
できる。
【００５９】図６はＥＰＲＯＭ等に用いられるＭＮＯＳ
の断面構造を示しており、シリコン基板５０の上には、
厚さが約２ｎｍの薄いＳｉＯ2 膜（熱酸化膜）５１とＳ
ｉ3Ｎ4 膜５２とからなるゲート絶縁膜５３が形成され
ている。ＳｉＯ2 膜５１はドライ酸化工程により形成さ
れるが、シリコン基板５０の上に膜厚の不明な自然酸化
膜が予め形成されていると、良好なＭＮＯＳを形成でき
ないことは明かであるが、第１の実施形態を適用する
と、良好なＭＮＯＳを制御性良く形成することができ
る。
の断面構造を示しており、シリコン基板５０の上には、
厚さが約２ｎｍの薄いＳｉＯ2 膜（熱酸化膜）５１とＳ
ｉ3Ｎ4 膜５２とからなるゲート絶縁膜５３が形成され
ている。ＳｉＯ2 膜５１はドライ酸化工程により形成さ
れるが、シリコン基板５０の上に膜厚の不明な自然酸化
膜が予め形成されていると、良好なＭＮＯＳを形成でき
ないことは明かであるが、第１の実施形態を適用する
と、良好なＭＮＯＳを制御性良く形成することができ
る。
【００６０】以下、本発明の第２の実施形態に係る半導
体の処理方法について図２を参照しながら説明する。シ
リコン基板に対しては、半導体プロセスへの投入時を除
くと、通常のプロセスにおいては、洗浄を行なう際に有
機溶剤はあまり用いられないが、ＧａＡｓやＩｎＰ等の
化合物半導体のプロセスにおいては、洗浄工程で有機溶
剤が用いられることが多い。特に次工程の前の最終洗浄
工程において、有機溶剤による処理をもって洗浄後の乾
燥工程を終了するという形態を採用することが多い。す
なわち、純水を用いてエッチング液を十分に除去した
後、半導体上の水分を有機溶剤に置換して乾燥するので
ある。この場合、メタノール、イソプロピルアルコール
又はアセトン等の有機溶剤を用いて半導体の表面を純水
（Ｈ2 Ｏ）から有機溶剤に置換する。第２の実施形態
は、前記の置換−乾燥工程において、炭酸ガス成分、酸
素成分及び水分をフリーにすることにより、半導体の表
面の酸化を阻止するものである。
体の処理方法について図２を参照しながら説明する。シ
リコン基板に対しては、半導体プロセスへの投入時を除
くと、通常のプロセスにおいては、洗浄を行なう際に有
機溶剤はあまり用いられないが、ＧａＡｓやＩｎＰ等の
化合物半導体のプロセスにおいては、洗浄工程で有機溶
剤が用いられることが多い。特に次工程の前の最終洗浄
工程において、有機溶剤による処理をもって洗浄後の乾
燥工程を終了するという形態を採用することが多い。す
なわち、純水を用いてエッチング液を十分に除去した
後、半導体上の水分を有機溶剤に置換して乾燥するので
ある。この場合、メタノール、イソプロピルアルコール
又はアセトン等の有機溶剤を用いて半導体の表面を純水
（Ｈ2 Ｏ）から有機溶剤に置換する。第２の実施形態
は、前記の置換−乾燥工程において、炭酸ガス成分、酸
素成分及び水分をフリーにすることにより、半導体の表
面の酸化を阻止するものである。
【００６１】図２において、１は自然酸化膜除去工程区
域、２は半導体洗浄工程区域、３は半導体乾燥工程区
域、６は有機溶剤置換工程区域、４は半導体搬送工程区
域、５は次工程区域である。有機溶剤置換工程区域６
は、炭酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーな不活性
ガス（例えば、Ｎ2 ガスやアルゴンガス）１０で満たさ
れている。
域、２は半導体洗浄工程区域、３は半導体乾燥工程区
域、６は有機溶剤置換工程区域、４は半導体搬送工程区
域、５は次工程区域である。有機溶剤置換工程区域６
は、炭酸ガス成分、酸素成分及び水分がフリーな不活性
ガス（例えば、Ｎ2 ガスやアルゴンガス）１０で満たさ
れている。
【００６２】第２の実施形態における、自然酸化膜除去
工程、半導体洗浄工程、半導体乾燥工程、半導体搬送工
程及び次工程については、第１の実施形態と同様の処理
を行なうので、図１と同一の符号を付すことにより説明
を省略し、有機溶剤置換工程区域６において行なわれる
有機溶剤置換工程についてのみ説明する。尚、図２にお
いて１２Ｂは化合物半導体基板を示している。
工程、半導体洗浄工程、半導体乾燥工程、半導体搬送工
程及び次工程については、第１の実施形態と同様の処理
を行なうので、図１と同一の符号を付すことにより説明
を省略し、有機溶剤置換工程区域６において行なわれる
有機溶剤置換工程についてのみ説明する。尚、図２にお
いて１２Ｂは化合物半導体基板を示している。
【００６３】半導体乾燥工程区域２において乾燥された
化合物半導体基板１２Ｂを有機溶剤置換工程区域６に設
けられたスピンナチャック１５の上に載置した後、回転
する化合物半導体基板１２Ｂの上にアセトン供給ノズル
１８又はメタノール供給ノズル１９からアセトン又はメ
タノールを供給して、化合物半導体基板１２Ｂの表面の
水分を有機溶剤に置換する。この有機溶剤置換処理は有
機溶剤による化合物半導体基板１２Ｂの洗浄も兼ねてい
る。所定の洗浄、例えばメタノールによる洗浄が完了す
ると、メタノールの供給を停止し、高速回転によるスピ
ン乾燥により有機溶剤の乾燥工程を有機溶剤置換工程区
域６において連続して行なうことができる。このように
すると、超純水による洗浄工程、有機溶剤による置換工
程及び有機溶剤の乾燥工程が完了するまでの間、化合物
半導体基板１２Ｂの表面に自然酸化膜が形成される事態
を回避できる。
化合物半導体基板１２Ｂを有機溶剤置換工程区域６に設
けられたスピンナチャック１５の上に載置した後、回転
する化合物半導体基板１２Ｂの上にアセトン供給ノズル
１８又はメタノール供給ノズル１９からアセトン又はメ
タノールを供給して、化合物半導体基板１２Ｂの表面の
水分を有機溶剤に置換する。この有機溶剤置換処理は有
機溶剤による化合物半導体基板１２Ｂの洗浄も兼ねてい
る。所定の洗浄、例えばメタノールによる洗浄が完了す
ると、メタノールの供給を停止し、高速回転によるスピ
ン乾燥により有機溶剤の乾燥工程を有機溶剤置換工程区
域６において連続して行なうことができる。このように
すると、超純水による洗浄工程、有機溶剤による置換工
程及び有機溶剤の乾燥工程が完了するまでの間、化合物
半導体基板１２Ｂの表面に自然酸化膜が形成される事態
を回避できる。
【００６４】尚、第２の実施形態においては、有機溶剤
置換工程区域６で、有機溶剤置換工程及び有機溶剤の乾
燥工程を行なったが、これに代えて、有機溶剤による洗
浄のみを行なってもよい。この場合には、第１の実施形
態における超純水を有機溶剤に置き換えた処理となる。
すなわち、半導体乾燥工程区域２において乾燥された化
合物半導体１２Ｂを、半導体洗浄工程区域２と同様の区
域において有機溶剤による洗浄を行なった後、半導体乾
燥工程３と同様の区域において有機溶剤を乾燥させても
よい。
置換工程区域６で、有機溶剤置換工程及び有機溶剤の乾
燥工程を行なったが、これに代えて、有機溶剤による洗
浄のみを行なってもよい。この場合には、第１の実施形
態における超純水を有機溶剤に置き換えた処理となる。
すなわち、半導体乾燥工程区域２において乾燥された化
合物半導体１２Ｂを、半導体洗浄工程区域２と同様の区
域において有機溶剤による洗浄を行なった後、半導体乾
燥工程３と同様の区域において有機溶剤を乾燥させても
よい。
【００６５】
【発明の効果】請求項１の発明に係る半導体の処理方法
によると、半導体の表面は炭酸ガス成分を実質的に含有
しない純水を用いて洗浄されるため、純水中に炭酸が存
在せず、炭酸から遊離した水素イオンによって半導体が
酸化される事態が回避されるので、半導体の表面には自
然酸化膜が殆ど形成されない。
によると、半導体の表面は炭酸ガス成分を実質的に含有
しない純水を用いて洗浄されるため、純水中に炭酸が存
在せず、炭酸から遊離した水素イオンによって半導体が
酸化される事態が回避されるので、半導体の表面には自
然酸化膜が殆ど形成されない。
【００６６】請求項２の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程における不活性ガス及び純水は酸素成
分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸化を
阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一層形
成されにくい。
よると、洗浄工程における不活性ガス及び純水は酸素成
分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸化を
阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一層形
成されにくい。
【００６７】請求項３の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程の後に、炭酸ガス成分及び水分を実質
的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、半導体の
表面に残留している水分を炭酸ガス成分及び水分を含有
しない有機溶剤に置換する置換工程を備えているため、
半導体表面に付着した純水が除去されると共に、半導体
表面に新たに付着する有機溶媒には炭酸が存在しないの
で、半導体の表面には自然酸化膜が形成されない。
よると、洗浄工程の後に、炭酸ガス成分及び水分を実質
的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、半導体の
表面に残留している水分を炭酸ガス成分及び水分を含有
しない有機溶剤に置換する置換工程を備えているため、
半導体表面に付着した純水が除去されると共に、半導体
表面に新たに付着する有機溶媒には炭酸が存在しないの
で、半導体の表面には自然酸化膜が形成されない。
【００６８】請求項４の発明に係る半導体の処理方法に
よると、置換工程における不活性ガス及び有機溶媒は酸
素成分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸
化を阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一
層形成されにくい。
よると、置換工程における不活性ガス及び有機溶媒は酸
素成分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸
化を阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一
層形成されにくい。
【００６９】請求項５の発明に係る半導体の処理方法に
よると、半導体の表面は炭酸ガス成分及び水分を実質的
に含有しない有機溶媒を用いて洗浄されるため、有機溶
媒中に炭酸が存在せず、炭酸から遊離した水素イオンに
よって半導体が酸化される事態が回避されるので、半導
体の表面には自然酸化膜が殆ど形成されない。化合物半
導体の表面は水分を含まないエッチング溶液を用いてエ
ッチングされることがあるが、このようなエッチング溶
液を洗浄する際に有用である。
よると、半導体の表面は炭酸ガス成分及び水分を実質的
に含有しない有機溶媒を用いて洗浄されるため、有機溶
媒中に炭酸が存在せず、炭酸から遊離した水素イオンに
よって半導体が酸化される事態が回避されるので、半導
体の表面には自然酸化膜が殆ど形成されない。化合物半
導体の表面は水分を含まないエッチング溶液を用いてエ
ッチングされることがあるが、このようなエッチング溶
液を洗浄する際に有用である。
【００７０】請求項６の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程における不活性ガス及び有機溶媒は酸
素成分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸
化を阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一
層形成されにくい。
よると、洗浄工程における不活性ガス及び有機溶媒は酸
素成分を実質的に含有していないため、半導体表面の酸
化を阻止できるので、半導体の表面には自然酸化膜が一
層形成されにくい。
【００７１】請求項７の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程は半導体を回転させながら洗浄する工
程を含むため、半導体の洗浄工程を枚葉処理で行なう場
合に、半導体表面を洗浄効率が向上する。
よると、洗浄工程は半導体を回転させながら洗浄する工
程を含むため、半導体の洗浄工程を枚葉処理で行なう場
合に、半導体表面を洗浄効率が向上する。
【００７２】請求項８の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程の前に、半導体の表面における少なく
とも一部の領域に形成されている酸化膜又は自然酸化膜
を除去する酸化膜除去工程を備えているため、酸化膜又
は自然酸化膜が除去された半導体の表面に自然酸化膜が
形成される事態を回避できる。
よると、洗浄工程の前に、半導体の表面における少なく
とも一部の領域に形成されている酸化膜又は自然酸化膜
を除去する酸化膜除去工程を備えているため、酸化膜又
は自然酸化膜が除去された半導体の表面に自然酸化膜が
形成される事態を回避できる。
【００７３】請求項９の発明に係る半導体の処理方法に
よると、洗浄工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び水
分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾燥させ
る乾燥工程を備えているため、乾燥工程において半導体
表面に自然酸化膜が形成される事態を回避できる。
よると、洗浄工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び水
分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾燥させ
る乾燥工程を備えているため、乾燥工程において半導体
表面に自然酸化膜が形成される事態を回避できる。
【００７４】請求項１０の発明に係る半導体の処理方法
によると、置換工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾燥さ
せる乾燥工程を備えているため、乾燥工程において半導
体表面に自然酸化膜が形成される事態を回避できる。
によると、置換工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において乾燥さ
せる乾燥工程を備えているため、乾燥工程において半導
体表面に自然酸化膜が形成される事態を回避できる。
【００７５】請求項１１の発明に係る半導体の処理方法
によると、乾燥工程における不活性ガスは酸素成分を実
質的に含有していないため、乾燥工程における半導体表
面の酸化を一層阻止できるので、半導体の表面には自然
酸化膜が一層形成されにくくなる。
によると、乾燥工程における不活性ガスは酸素成分を実
質的に含有していないため、乾燥工程における半導体表
面の酸化を一層阻止できるので、半導体の表面には自然
酸化膜が一層形成されにくくなる。
【００７６】請求項１２の発明に係る半導体の処理方法
によると、洗浄工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において次工程
が行なわれる場所に搬送する搬送工程を備えているた
め、搬送工程において半導体表面に自然酸化膜が形成さ
れる事態を回避できる。
によると、洗浄工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において次工程
が行なわれる場所に搬送する搬送工程を備えているた
め、搬送工程において半導体表面に自然酸化膜が形成さ
れる事態を回避できる。
【００７７】請求項１３の発明に係る半導体の処理方法
によると、置換工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において次工程
が行なわれる場所に搬送する搬送工程を備えているた
め、搬送工程において半導体表面に自然酸化膜が形成さ
れる事態を回避できる。
によると、置換工程の後に、半導体を炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガス中において次工程
が行なわれる場所に搬送する搬送工程を備えているた
め、搬送工程において半導体表面に自然酸化膜が形成さ
れる事態を回避できる。
【００７８】請求項１４の発明に係る半導体の処理方法
によると、搬送工程における不活性ガスは酸素成分を実
質的に含有していないため、搬送工程における半導体表
面の酸化を一層阻止できるので、半導体の表面には自然
酸化膜が一層形成されにくくなる。
によると、搬送工程における不活性ガスは酸素成分を実
質的に含有していないため、搬送工程における半導体表
面の酸化を一層阻止できるので、半導体の表面には自然
酸化膜が一層形成されにくくなる。
【００７９】従って、請求項１〜１４の発明によると、
半導体の表面に自然酸化膜が形成されにくいため、自然
酸化膜が殆ど形成されていない半導体の表面に、気相成
長法により薄膜を形成したり、ゲート絶縁膜やオーミッ
ク電極を形成したりすることができるので、高品質な結
晶成長膜、高精度なゲート絶縁膜又は低抵抗なオーミッ
ク電極が得られ、これにより、半導体装置の特性及び歩
留まりが大きく向上する。
半導体の表面に自然酸化膜が形成されにくいため、自然
酸化膜が殆ど形成されていない半導体の表面に、気相成
長法により薄膜を形成したり、ゲート絶縁膜やオーミッ
ク電極を形成したりすることができるので、高品質な結
晶成長膜、高精度なゲート絶縁膜又は低抵抗なオーミッ
ク電極が得られ、これにより、半導体装置の特性及び歩
留まりが大きく向上する。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体の処理方
法を説明する概略図である。
法を説明する概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体の処理方
法を説明する概略図である。
法を説明する概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体の処理方
法の各工程を説明する断面図である。
法の各工程を説明する断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体の処理方
法を適用した電極形成形成工程を示す断面図である。
法を適用した電極形成形成工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体の処理方
法を適用したＭＯＳＦＥＴ形成工程を示す断面図であ
る。
法を適用したＭＯＳＦＥＴ形成工程を示す断面図であ
る。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体の処理方
法を適用したＭＮＯＳ形成工程を示す断面図である。
法を適用したＭＮＯＳ形成工程を示す断面図である。
１ 自然酸化膜除去工程区域 ２ 半導体洗浄工程区域 ３ 半導体乾燥工程区域 ４ 半導体搬送工程区域 ５ 次工程区域 ６ 有機溶剤置換工程区域 １０ 不活性ガス １１ クリーントンネル １２Ａ シリコン基板 １２Ｂ 化合物半導体基板 １３ エッチング液 １４ 超純水 １５ スピンナーチャック １６ 純水噴射ノズル １７ ゲートバルブ １８ アセトン供給ノズル １９ メタノール供給ノズル ２０ シリコン基板 ２１ 自然酸化膜 ２２ ＺｎＳ膜 ２３ 電極 ２４ ゲート酸化膜 ３０ ｐ型のシリコン基板 ３１ ｎ+ 型の拡散領域 ３２ シリコン酸化膜 ３２ａ コンタクトホール ３３ レジストパターン ３４ 自然酸化膜 ４０ ｐ型のシリコン基板 ４１ ｎ+ 型の拡散領域 ４２ ゲート酸化膜 ４３ ゲート電極 ４４ ソース・ドレイン電極
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体の表面を、炭酸ガス成分を実質的
に含有しない不活性ガスの雰囲気において、炭酸ガス成
分を実質的に含有しない純水を用いて洗浄する洗浄工程
を備えていることを特徴とする半導体の処理方法。 - 【請求項２】 前記洗浄工程における前記不活性ガスは
酸素成分を実質的に含有していないと共に、前記洗浄工
程における前記純水は酸素成分を実質的に含有していな
いことを特徴とする請求項１に記載の半導体の処理方
法。 - 【請求項３】 前記洗浄工程の後に、炭酸ガス成分及び
水分を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気におい
て、前記半導体の表面に残留している水分を、炭酸ガス
成分及び水分を含有しない有機溶剤に置換する置換工程
をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に
記載の半導体の処理方法。 - 【請求項４】 前記置換工程における前記不活性ガスは
酸素成分を実質的に含有していないと共に、前記置換工
程における前記有機溶剤は酸素成分を実質的に含有して
いないことを特徴とする請求項３に記載の半導体の処理
方法。 - 【請求項５】 半導体の表面を、炭酸ガス成分及び水分
を実質的に含有しない不活性ガスの雰囲気において、炭
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない有機溶媒を用
いて洗浄する洗浄工程を備えていることを特徴とする半
導体の処理方法。 - 【請求項６】 前記洗浄工程における前記不活性ガスは
酸素成分を実質的に含有していないと共に、前記洗浄工
程における前記有機溶媒は酸素成分を実質的に含有して
いないことを特徴とする請求項５に記載の半導体の処理
方法。 - 【請求項７】 前記洗浄工程は前記半導体を回転させな
がら洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６
に記載の半導体の処理方法。 - 【請求項８】 前記洗浄工程の前に、半導体の表面にお
ける少なくとも一部の領域に形成されている酸化膜又は
自然酸化膜を除去する酸化膜除去工程をさらに備えてい
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載
の半導体の処理方法。 - 【請求項９】 前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭酸
ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中に
おいて乾燥させる乾燥工程をさらに備えていることを特
徴とする請求項１、２、５又は６に記載の半導体の処理
方法。 - 【請求項１０】 前記置換工程の後に、前記半導体を炭
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中
において乾燥させる乾燥工程をさらに備えていることを
特徴とする請求項３又は４に記載の半導体の処理方法。 - 【請求項１１】 前記乾燥工程における前記不活性ガス
は酸素成分を実質的に含有していないことを特徴とする
請求項９又は１０に記載の半導体の処理方法。 - 【請求項１２】 前記洗浄工程の後に、前記半導体を炭
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中
において、絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長
工程等の次工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程を
さらに備えていることを特徴とする請求項１、２、５又
は６に記載の半導体の処理方法。 - 【請求項１３】 前記置換工程の後に、前記半導体を炭
酸ガス成分及び水分を実質的に含有しない不活性ガス中
において、絶縁膜形成工程、電極形成工程又は結晶成長
工程等の次工程が行なわれる場所に搬送する搬送工程を
さらに備えていることを特徴とする請求項３又は４に記
載の半導体の処理方法。 - 【請求項１４】 前記搬送工程における前記不活性ガス
は酸素成分を実質的に含有していないことを特徴とする
請求項１２又は１３に記載の半導体の処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034907A JP2875503B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 半導体の処理方法 |
| TW085115367A TW332905B (en) | 1996-02-22 | 1996-12-12 | The processing method for semiconductor |
| EP97102786A EP0791951A1 (en) | 1996-02-22 | 1997-02-20 | A semiconductor treating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8034907A JP2875503B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 半導体の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232265A JPH09232265A (ja) | 1997-09-05 |
| JP2875503B2 true JP2875503B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=12427276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8034907A Expired - Fee Related JP2875503B2 (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 半導体の処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0791951A1 (ja) |
| JP (1) | JP2875503B2 (ja) |
| TW (1) | TW332905B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012119522A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子を有する半導体レーザ素子の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738272A (en) * | 1984-05-21 | 1988-04-19 | Mcconnell Christopher F | Vessel and system for treating wafers with fluids |
| JPH0230609A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 三弗化窒素ガスの精製方法 |
| JPH03129732A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体の処理方法 |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP8034907A patent/JP2875503B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-12 TW TW085115367A patent/TW332905B/zh not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-02-20 EP EP97102786A patent/EP0791951A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0791951A1 (en) | 1997-08-27 |
| TW332905B (en) | 1998-06-01 |
| JPH09232265A (ja) | 1997-09-05 |
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