JP2900334B2

JP2900334B2 - 半導体製造方法

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Publication number: JP2900334B2
Application number: JP4050777A
Authority: JP
Inventors: 昭浩宮内; 豊三沢; 誉也鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH05259146A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大規模集積回路（ＬＳ
Ｉ）等を製造する半導体製造方法に係わり、特に、シリ
コン基板を洗浄装置からエピタキシャル成長装置に搬送
する際に、洗浄装置のフッ化水素成分を外部に流出させ
ることなく、かつ、洗浄したシリコン基板の搬送路にあ
る部品をフッ化水素成分に対して保護するようにした半
導体製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコン基板を洗浄する洗浄部及
び前記洗浄したシリコン基板を乾燥する乾燥部とを有す
る洗浄装置と、シリコン基板上に膜を堆積する膜堆積装
置とを含む半導体製造装置としては、特開平２−１０６
９２７号に開示のものが知られている。

【０００３】図７は、前記開示による半導体製造装置を
示す要部構成図である。

【０００４】図７において、５０は清浄化装置、５１は
膜堆積装置、５２、５３は入出力口、５４はロードロッ
ク、５５は搬送機構、５６はシリコン基板である。

【０００５】そして、清浄化装置５０は、内部にシリコ
ン基板を清浄化処理する処理チェンバーを有し、このチ
ェンバーにフッ化水素ガス、オゾン、窒素が選択的に供
給され、かつ、シリコン基板を加熱するヒータが設けら
れている。膜堆積装置５１は、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着
等の手段によりシリコン基板５６上に膜を堆積させるも
のである。ロードロック５４は、両端が入出力口５２、
５３を介して清浄化装置５０と膜堆積装置５１にそれぞ
れ結合されている。搬送機構５５は、シリコン基板５６
を載置した状態で、清浄化装置５０とロードロック５４
間、及び、ロードロック５４と膜堆積装置５１間を移動
するものである。

【０００６】前記構成による半導体製造装置は、概要、
次のような動作を行なう。

【０００７】シリコン基板５６の清浄化時に、シリコン
基板５６を清浄化装置５０内の処理チェンバー内に入
れ、ヒータによりシリコン基板５６を適温に加熱した状
態にする。次いで、処理チェンバー内にオゾンを供給
し、シリコン基板５６上の有機物をオゾンと反応させる
ことにより、一酸化炭素、炭酸ガス等の気体に変換して
除去させ、同時に、シリコン基板５６上に固体の二酸化
シリコン酸化膜を形成する。次に、処理チェンバー内に
フッ化水素ガスを供給し、シリコン基板５６上の自然生
成酸化膜及び二酸化シリコン酸化膜をフッ化水素ガスと
反応させることにより、水蒸気や四フッ化シリコン等の
気体に変換して除去させる。このようにして、処理チェ
ンバー内に、前述のようなドライプロセスにより清浄化
されたシリコン基板５６が得られる。

【０００８】次いで、このシリコン基板５６は、搬送機
構５５に載置された状態で、清浄化装置５０からロード
ロック５４を介して膜堆積装置５１に搬送され、膜堆積
装置５１においてシリコン基板５６上にエピタキシャル
成長等により所定の膜が堆積されるものである。

【０００９】前記半導体製造装置によれば、シリコン基
板５６を低温処理することができ、それによりシリコン
基板５６に与えるダメージを低減できるものである。

【００１０】この他に、本発明による半導体製造方法に
関連する技術手段としては、従来、以下に述べる３つの
ものが知られている。

【００１１】まず、特開昭６２−１２６９３号に開示の
ものは、気相成長法によるシリコン基板へのエピタキシ
ャル成長装置において、シリコン基板を加熱する加熱手
段、シリコン基板の表面に蒸発物質を蒸着させる蒸発
源、シリコン基板の表面にイオンビームを照射するイオ
ン源を各々有する１つの成長室に、シリコン基板を加熱
する加熱手段及び前記シリコン基板を清浄化する清浄化
を有する１つ以上の前処理室と、シリコン基板を冷却す
る１つ以上の後処理室をそれぞれゲートバルブを介して
結合し、さらに、シリコン基板を前記前処理室から前記
成長室を経て前記後処理室に搬送する搬送手段を備える
ことにより、前記成長室の稼動率を向上させるようにし
たエピタキシャル成長装置に関するものである。

【００１２】次に、特開昭５８−６８９３３号に開示の
ものは、半導体ウエファ等の被処理物を高周波（ＨＦ）
エッチング、ウルトラ洗浄、乾燥等の工程を経て洗浄す
る洗浄装置において、前記各工程の処理を実行するＨＦ
エッチングモジュール、ウルトラ洗浄モジュール、乾燥
モジュールを独立に設け、これらのモジュールを任意の
順序に組合せ可能に構成するとともに、前記半導体ウエ
ファ等の被処理物が各モジュール内を自動的に搬送でき
るように構成することにより、作業者による手作業を皆
無にし、処理効率の増大とコストの低減を計った洗浄装
置に関するものである。

【００１３】また、特開昭６３−２４４６２４号に開示
のものは、シリコン基板をフッ化水素酸溶液等を用いて
洗浄する洗浄装置において、シリコン基板をフッ化水素
酸またはフッ化水素酸を含む溶液中に浸漬してシリコン
基板上のシリコン酸化物を除去する手段と、前記シリコ
ン酸化物を除去したシリコン基板を水溶性有機溶剤また
は水溶性有機溶剤の蒸気中に浸漬して、前記シリコン基
板の表面を親水性に変換する手段と、前記表面を親水性
に変換したシリコン基板を純水でリンスし、前記シリコ
ン基板上の不純物を除去する手段を有し、シリコン基板
上の残留反応生成物をことごとく除去させるようにした
洗浄装置に関するものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平２−１０６９２７号に開示の半導体製造装置は、低
温による堆積膜の形成（エピタキシャル成長膜の形成
等）のために、フッ化水素蒸気を用いてシリコン基板５
６上の酸化膜除去処理を行っているものであるが、この
酸化膜の除去処理においては再現性が良好でないという
問題を有している。また、前記半導体製造装置は、フッ
化水素蒸気に対して各部の保護を行なう点の配慮を欠い
ているため、フッ化水素成分が堆積装置装置（エピタキ
シャル成長装置）５１側に送り込まれ、前記膜堆積装置
（エピタキシャル成長装置）５１がこのフッ化水素成分
によって腐食されるという第１の問題を有している。

【００１５】また、前記特開昭６２−１２６９３号に開
示のエピタキシャル成長装置は、成長室と、前処理室及
び後処理室とがそれぞれゲートバルブで結合され、本発
明と同様に、処理すべきシリコン基板は一旦各室の外に
取り出されることなく、各室間を順次搬送させることが
できるものであるが、この搬送時においてシリコン基板
やその搬送体に付着している不要な成分を次の工程に移
行させる以前に取り除くものではなく、仮に、前記シリ
コン基板のフッ化水素水による洗浄時に、前記シリコン
基板やその搬送体にフッ化水素成分が付着していたとす
れば、そのフッ化水素成分がエピタキシャル成長室まで
運ばれ、やはり、前記成長室を腐食させるという前記第
１の問題を有している。

【００１６】さらに、特開昭５８−６８９３３号に開示
の洗浄装置は、半導体ウエファ等の非処理物を、ＨＦエ
ッチング、ウルトラ洗浄、乾燥等の各工程を経ることに
より洗浄を行なうものであるが、前記非処理物のウルト
ラ洗浄工程において、フッ化水素水による洗浄を行なう
点の開示がないばかりか、フッ化水素成分に対する各部
品の保護についての開示がないため、前記洗浄にフッ化
水素水を用いたときには、前記洗浄工程後の工程、例え
ば、乾燥工程におけるフッ化水素成分付着部分がフッ化
水素成分によって腐食されるという第２の問題を有して
いる。

【００１７】最後に、特開昭６３−２４４６２４号に開
示の洗浄装置は、シリコン基板をフッ化水素酸またはフ
ッ化水素酸を含む溶液中に浸漬してシリコン基板上のシ
リコン酸化物を除去するものではあるが、フッ化水素成
分に対する各部品の保護についての開示がないため、前
記シリコン酸化物の除去工程後の工程におけるフッ化水
素成分付着部分が、同様に、フッ化水素成分によって腐
食されるという前記第２の問題を有している。

【００１８】本発明は、前述の第１または第２の問題点
を除去するものであって、本発明の第１の目的は、洗浄
部において良好な再現性をもってシリコン基板表面の酸
化膜を除去し、かつ、前記洗浄部のフッ化水素成分がエ
ピタキシャル成長装置側に漏洩しないようにした半導体
製造方法を提供することにある。

【００１９】また、本発明の第２の目的は、フッ化水素
水による洗浄後の乾燥工程等において、フッ化水素成分
の付着によっても腐食が起こらない半導体製造方法に利
用される洗浄装置を提供することにある。

【００２０】

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的の達成の
ために、本発明は、フッ化水素水を含む洗浄液によって
洗浄する洗浄部を備えた洗浄装置と、接続装置と、エピ
タキシャル層を形成するエピタキシャル成長装置とを備
え、シリコン基板を前記洗浄装置で洗浄し、洗浄したシ
リコン基板を前記接続装置を通して前記エピタキシャル
成長装置に搬送し、前記エピタキシャル成長装置で前記
シリコン基板上にエピタキシャル層を形成する半導体製
造方法において、前記シリコン基板の前記洗浄装置から
前記接続装置への搬送時に、前記接続装置内の雰囲気圧
力を前記洗浄装置内の雰囲気圧力よりも高い圧力になる
ように設定することにより、前記洗浄装置内のフッ化水
素成分が前記接続装置を通して前記エピタキシャル成長
装置側に漏洩し、前記接続装置や前記エピタキシャル成
長装置を腐食させるのを防止している第１の手段を備え
る。

【００２２】また、前記第２の目的のを達成のために、
本発明は、シリコン基板が、前記洗浄装置から前記接続
装置を通して前記エピタキシャル成長装置に搬送する際
に基板搬送体を用いて搬送され、前記基板搬送体におけ
る前記シリコン基板の保持部分及び前記シリコン基板の
接触部分の構成材料に炭化珪素または炭化珪素の被覆を
施したものが用いられる第２の手段を備える。

【００２３】

【００２４】

【作用】一般に、フッ化水素（ＨＦ）を用いて、シリコ
ン基板表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を除去する、
即ち、シリコン基板表面を洗浄する際の反応は、次の
（１）式に示すとおりである。

【００２５】ＳｉＯ₂ ＋４ＨＦ→ＳｉＦ₄ ＋２Ｈ₂ Ｏ（１）前記式（１）における反応は、水（Ｈ₂ Ｏ）の影響を受
けるため、前記特開平２−１０６９２７号に開示のもの
のように、フッ化水素蒸気を用いている場合は、シリコ
ン基板表面に予め存在する吸着水の量によってシリコン
酸化膜（ＳｉＯ₂）の除去が開始される時間に違いが現
われる。また、フッ化水素蒸気を用いているために、シ
リコン基板表面における前記フッ化水素蒸気の流れや、
前記フッ化水素蒸気中のフッ化水素成分の稀薄のゆらぎ
等が、シリコン基板表面のシリコン酸化膜の除去速度に
影響を与える。

【００２６】このため、前記特開平２−１０６９２７号
に開示の半導体製造装置は、前記フッ化水素蒸気によっ
て洗浄した後のシリコン基板表面の清浄度がシリコン基
板表面内において不均一になり、シリコン酸化膜除去に
対する再現性は不良になる。

【００２７】これに対して、本発明のように、フッ化水
素水を用いた洗浄の場合は、シリコン基板表面のシリコ
ン酸化膜の存在量に比べて、それに反応する水やフッ化
水素の存在量は極めて多く、前記反応もシリコン基板表
面内でほぼ同様に行われる。このように、本発明の半導
体製造方法は、前記フッ化水素水によって洗浄した後の
シリコン酸化膜の除去の度合い（シリコン基板表面の清
浄度）がシリコン基板表面内においてほぼ均一になり、
シリコン酸化膜除去に対する再現性は良好になるもので
ある。

【００２８】また、フッ化水素水による洗浄を行なう洗
浄装置をエピタキシャル成長装置に単に接続した場合、
フッ化水素成分（蒸気）の付着によって腐食するエピタ
キシャル成長装置の構成部分は、主として、フッ化水素
成分がエピタキシャル成長装置内へ搬送される際に、最
初にフッ化水素成分（蒸気）が通過するところのシリコ
ン基板の出入口部分である。

【００２９】そこで、本発明の第１の手段は、前記洗浄
装置と前記エピタキシャル成長装置との間に、前記洗浄
装置内のフッ化水素成分（蒸気）を前記エピタキシャル
成長装置側に漏洩させない接続装置、好ましくは、前記
洗浄装置の雰囲気圧力よりもやや雰囲気圧力の高い内圧
を有するように設定された搬送室を設け、この搬送室の
圧力差によって、前記洗浄装置内のフッ化水素成分（蒸
気）が搬送室内に漏洩しないようにする、または、漏洩
したとしてもその量が極めて微小になるようにしてい
る。

【００３０】この結果、シリコン基板を前記搬送室から
前記エピタキシャル成長装置内に搬送する際に、それと
同時に、フッ化水素成分（蒸気）が前記エピタキシャル
成長装置側に漏洩し、エピタキシャル成長装置を腐食さ
せるのを未然に防止することができる。

【００３１】なお、前記第１の手段において、少なくと
も前記洗浄装置と前記搬送室との間の接続部にフッ素系
ポリマ−で被覆されたゲ−トバルブを用いれば、フッ化
水素成分（蒸気）が前記エピタキシャル成長装置側に漏
洩するのを有効に阻止することができる。

【００３２】次に、フッ化水素水を用いてシリコン基板
の洗浄を行なった後、フッ化水素水が付着した状態のシ
リコン基板を治具により保持して赤外線乾燥部に搬送さ
せる場合に、前記搬送治具、特に、前記搬送治具の中の
シリコン基板を保持する部分は、フッ化水素の腐食に対
する耐性と赤外線乾燥時の高温に対する耐性とを合わせ
有する必要がある。

【００３３】そこで、本発明の第２の手段は、前記搬送
治具の中のシリコン基板を保持する部分の構成材料とし
て炭化珪素または炭化珪素の被覆物を用い、この炭化珪
素が保有するフッ化水素の腐食に対する耐性と乾燥時の
高温に対する耐性により、前記腐食や高温劣化を生じな
い搬送治具を得るようにしたものである。

【００３４】この結果、前記搬送治具、特に、シリコン
基板を保持する部分は、従来、頻繁に交換する必要があ
ったのに対して、本発明の前記構成による搬送治具は、
その交換頻度を著しく低減させることができ、保守の容
易な乾燥部を得ることができる。

【００３５】さらに、フッ化水素水が付着した状態のシ
リコン基板及びそのシリコン基板を保持する搬送治具を
赤外線乾燥する場合に、乾燥に伴ってフッ化水素蒸気が
発生し、このフッ化水素蒸気がシリコン基板及びシリコ
ン基板を保持する搬送治具の周辺に存在する金属や石英
部品を腐食させる。

【００３６】このため、赤外光を発生する赤外線ランプ
とシリコン基板との間に配置されている石英容器からな
る乾燥部の、前記石英容器と前記シリコン基板との間に
取外し可能な第２の石英容器を配置させ、この取外し可
能な第２の石英容器だけを前記フッ化水素蒸気に反応さ
せるようにすることが好適である。

【００３７】この結果、前記フッ化水素蒸気に腐食され
るものは、主として、前記第２の石英容器のみになり、
しかも、この第２の石英容器は取外し可能であるので、
保守の容易な乾燥部を得ることができる。また、前記第
２の石英容器を配置したことにより、本来存在する石英
容器のフッ化水素蒸気に対する耐腐食性が向上し、前記
石英容器の交換頻度の低減により、より保守の容易な乾
燥部を得ることができる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３９】図１は、本発明に係わる半導体製造方法に
使用される半導体製造装置の参考例を示すブロック構成
図であって、前記半導体製造装置の洗浄装置とエピタキ
シャル成長装置の部分を示すものである。

【００４０】図１において、１は洗浄装置、２は接続装
置、３はエピタキシャル成長装置、４は洗浄部、５はフ
ッ化水素浸漬部、６は乾燥部である。

【００４１】そして、洗浄装置１は、シリコン基板を予
め洗浄するための洗浄部４と、前記洗浄したシリコン基
板をフッ化水素水を含む洗浄液に浸漬して、シリコン基
板表面の酸化膜を除去するためのフッ化水素浸漬部５
と、前記洗浄液に浸漬したシリコン基板を乾燥するため
の乾燥部６とからなっており、接続装置２は、洗浄装置
１とエピタキシャル成長装置３とを結合するもので、洗
浄装置１内にあるフッ化水素成分（蒸気）をエピタキシ
ャル成長装置２側に搬送漏洩させないための漏洩防止手
段が施されている。また、エピタキシャル成長装置３
は、シリコン基板上に所定のエピタキシャル層を成長形
成させるためのもので、周知の構成を有するものであ
る。

【００４２】本参考例による半導体製造装置は、以下に
述べるように動作する。

【００４３】いま、シリコン基板が洗浄装置１内に搬送
されると、そのシリコン基板は、洗浄部４において、ま
ず、アンモニア水と過酸化水素水と純水の混合液によっ
て表面が洗浄され、次に、純水によってリンスされ、さ
らに、塩酸と過酸化水素水と純水の混合液で洗浄され、
次に、純水でリンスされて、フッ化水素浸漬部５に搬送
される。このフッ化水素浸漬部５においては、前記シリ
コン基板が５％フッ化水素水を含む洗浄液に１分間浸漬
され、前記シリコン基板表面の酸化膜の除去が行われた
後、乾燥部６に搬送される。乾燥部６においては、濡れ
た状態の前記シリコン基板が、例えば、赤外線ランプの
照射等により３０秒間乾燥され、接続装置２に搬送され
るが、この乾燥時のシリコン基板の温度は２００℃乃至
３００℃になる。

【００４４】また、前記接続装置２は、前記シリコン基
板を洗浄装置１からエピタキシャル成長装置３に搬送さ
せるための搬送路の役目を果たすものであるが、それと
同時に、洗浄装置１内にあるフッ化水素成分（蒸気）を
エピタキシャル成長装置２側に搬送漏洩させないための
漏洩防止手段が施されている。この漏洩防止手段の簡単
なものは、前記接続装置２から前記洗浄装置１側に窒素
ガス等を流入させるような手段を設けるか、前記接続装
置２内部に前記洗浄装置１からのフッ化水素成分（蒸
気）を充分希釈させるための窒素ガス等を充満させた部
分を設ければ足りるが、より好ましい具体例については
後で説明する。

【００４５】続いて、前記シリコン基板がエピタキシャ
ル成長装置３に搬送されると、エピタキシャル成長装置
３において、前記シリコン基板の表面にエピタキシャル
層が成長形成されるものであるが、この際に前記エピタ
キシャル成長が行われる条件の一例を挙げると、原料ガ
スモノシラン２０ｍｌ／分、水素ガス５００ｍｌ／分、
成長圧力１Ｔｏｒｒ、成長温度８００℃である。

【００４６】こうして成長形成されたエピタキシャル層
の特性は、光学顕微鏡による評価によれば、欠陥密度が
０．０２３個／ｃｍ² 、標準偏差が２％であって、再現
性の良好なエピタキシャル層を低温で形成することがで
きた。

【００４７】なお、本参考例においては、洗浄装置１の
内部に洗浄部４が配置された構成になっているが、前記
洗浄部４を洗浄装置１の外部に配置することも可能であ
る。

【００４８】続く、図２は、本発明に係わる半導体製造
方法の一実施例を示す半導体製造装置のブロック構成図
であって、図１に図示された接続装置２及びエピタキシ
ャル成長装置３を詳細に示したものである。

【００４９】図２において、７は搬送室、８、９は接続
部、１０は窒素ガスの流量制御器、１１は圧力計、１２
は真空排気装置、１３は石英反応管、１４は赤外線ラン
プ、１５は原料ガス導入口であり、その他、図１に示す
構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付けている。

【００５０】そして、接続装置２は、搬送室７と、その
入出力部に配置された一対の接続部８、９からなってお
り、前記搬送室７には、窒素ガスの流量制御器１０、圧
力計１１、真空排気装置１２がそれぞれ付属している。
また、エピタキシャル成長装置３は、石英反応管１３を
備え、この石英反応管１３の周囲に赤外線ランプ１４が
配置され、その端部に原料ガス導入口１５が設けられて
いる。

【００５１】本実施例の動作の中で、全体的な動作は参
考例の動作と同じであるので、これ以上の詳しい説明は
省略する。

【００５２】しかるに、本実施例は、シリコン基板が洗
浄装置１から接続装置２を通してエピタキシャル成長装
置３に搬送される過程において、フッ化水素成分（蒸
気）が洗浄装置１側からエピタキシャル成長装置３側に
漏洩させないための漏洩防止手段の具体的構成及びその
動作に特徴を有するものであるから、以下、その漏洩防
止手段の動作について説明する。

【００５３】シリコン基板を洗浄装置１から搬送室２内
に搬送させる際には、搬送前に、まず、圧力計１１を見
ながら窒素ガスの流量制御器１０の制御調整を行ない、
搬送室２に充満させた窒素ガスによる雰囲気ガスの内圧
を１．３気圧に設定する。次いで、一方の接続部８を開
け、シリコン基板を搬送室２内に搬送させるが、このと
き、搬送室２内の１．３気圧の雰囲気ガス（窒素ガス）
が、略大気圧を示すそれよりも内圧の低い洗浄装置１の
内部に流入し、それと同時に、圧力計１１からの圧力検
知信号によって窒素ガスの流量制御器１０が作動して、
搬送室２内に窒素ガスが続けて流入するようになるの
で、洗浄装置１内にあるフッ化水素成分（蒸気）を含ん
だ雰囲気ガスが搬送室２内に搬送漏洩されることがな
い。

【００５４】そして、前記シリコン基板が搬送室７内に
搬送され終わると、前記接続部８が閉じられ、真空排気
装置１２の作動により搬送室７から雰囲気ガスが除去さ
れ、搬送室７内部は真空排気される。その後に、前記シ
リコン基板は、他方の接続部９を通してエピタキシャル
成長装置３内に搬送され、前述のようなエピタキシャル
層の成長形成が行われる。

【００５５】このように、本実施例は、フッ化水素成分
（蒸気）が搬送室７を始め、エピタキシャル成長装置３
に殆ど供給されないので、それらがフッ化水素成分（蒸
気）で腐食されることがなくなる。ちなみに、エピタキ
シャル成長装置３に用いられる石英反応管１３は、従
来、フッ化水素成分（蒸気）による腐食のため、３０回
のエピタキシャル成長工程毎に交換していたのに対し、
本実施例は、搬送室７を設けたことにより、約２００回
のエピタキシャル成長工程に耐えることができるように
なった。

【００５６】続いて、図３は、本実施例において少なく
とも一方の接続部に用いられるゲートバルブの構成の一
例を示す断面図である。

【００５７】図３において、１６は仕切弁、１７は駆動
棒、１８は金属製ボディー、１９は取付フランジ、２０
は駆動系、２１はフッ素系ポリマー被覆膜、２２はシリ
コン基板入出力口、２３はバイトンシールである。

【００５８】そして、Ｌ字形の駆動棒１７の先端に仕切
弁１６が取り付けられ、この仕切弁１６はバイトンシー
ル２３を介して一方のシリコン基板入出力口２２（この
口は入力口）を封止するように構成されている。なお、
前記封止は、駆動系２０の制御により、駆動棒１７を介
して仕切弁１６を前記シリコン基板入出力口２２から退
避させれば、回避することができる。また、前記仕切弁
１６及び駆動棒１７の表面、それに金属製ボディー１８
のフッ化水素成分（蒸気）の当たる部分には、それぞれ
フッ素系ポリマー被覆膜２１が設けられている。

【００５９】このゲートバルブは、通常、仕切弁１６及
び駆動棒１７が図示の状態にあり、一方のシリコン基板
入出力口２２を封止するようにしているが、シリコン基
板の搬送時には、駆動系２０の制御により駆動棒１７を
介して仕切弁１６が前記シリコン基板入出力口２２から
退避するようになる。このため、両方のシリコン基板入
出力口２２が開放されるので、シリコン基板を、図の右
側の入出力口２２から搬入させ、図の左側の入出力口２
２から搬出させることができる。

【００６０】このゲートバルブを、第２の実施例の接続
部８、９の中の少なくとも搬送室７の入力側の接続部８
に用いた場合には、既に説明したように、洗浄装置１内
のフッ化水素成分（蒸気）がこのゲートバルブを介して
搬送室７側に搬送漏洩することがない。また、フッ化水
素成分（蒸気）が一時的にこのゲートバルブ内に取り込
まれたとしても、このゲートバルブの内面は殆どフッ素
系ポリマー被覆膜２１が施されているので、フッ化水素
成分（蒸気）によりこのゲートバルブが腐食されること
もなくなる。

【００６１】次に、図４は、本発明に係わる半導体製造
方法に用いられる洗浄装置の全体構成を示すブロック構
成図であり、図５は、図４の洗浄装置において用いられ
る搬送体の構成の一例を示す断面図である。

【００６２】これらの図において、２４は搬送体、２５
は保持部、２６はシリコン基板であり、その他、図１に
示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付けてい
る。

【００６３】そして、搬送体２４は、先端に略Ｖ字型の
保持部２５が形成され、その保持部２５はシリコン基板
２６が挾めるような構成になっている。また、搬送体２
４は、少なくとも保持部２５の構成材料が炭化珪素また
は炭化珪素の被覆物からなっている。

【００６４】前記構成による洗浄装置は、以下に述べる
ような動作を行なう。

【００６５】フッ化水素浸漬部５において、搬送体２４
は、フッ化水素水を含む洗浄液に浸漬されたシリコン基
板２６を、その保持部２５で保持するようにして取り出
し、シリコン基板２６を保持したまま乾燥部６に搬送さ
れる。乾燥部６においても、搬送体２４は、シリコン基
板２６を保持したまま２００℃乃至３００℃に加熱され
た状態でシリコン基板２６の乾燥を行ない、その後、シ
リコン基板２６だけが洗浄装置１から取り出されるもの
である。

【００６６】この場合、前記搬送体２４は、その保持部
２５または前記保持部２５を含んだ部分の構成材料が炭
化珪素または炭化珪素の被覆物からなっているので、フ
ッ化水素水を含む洗浄液の中からシリコン基板２６を保
持して取り出す場合、または、前記洗浄液で濡れたシリ
コン基板２６を保持して搬送する場合においても、前記
搬送体２４が腐食されることが少なくなり、また、シリ
コン基板２６を乾燥させる際の高温に対して前記搬送体
２４が劣化することがない。

【００６７】ちなみに、従来、用いられていた石英製の
搬送体は、フッ化水素水を含む洗浄液またはフッ化水素
蒸気に反応して腐食し、約１０回の搬送工程を経る度毎
に取り換える必要があったのに対して、本実施例による
搬送体２４は、約５００回以上の搬送工程に耐えること
ができるようになり、保守の容易な搬送体を得ることが
できる。

【００６８】続く、図６は、本発明に係わる半導体製造
方法に用いられる洗浄装置の乾燥部６を構成するシリコ
ン基板乾燥装置の一例を示す構成図であって、（ａ）は
縦方向の断面図、（ｂ）は横方向の断面図である。

【００６９】図６において、２７は石英容器、２８は赤
外線ランプ、２９は防熱容器、３０は第２の石英容器で
あり、その他、図５に示す構成要素と同じ構成要素には
同じ符号を付けている。

【００７０】そして、横方向の断面が長方形をなす石英
容器２７の外側に赤外線ランプ２８が配置され、さら
に、その赤外線ランプ２８の外側に防熱容器２９が配置
されている。また、前記石英容器２７の内側には同じく
横方向の断面が長方形をなす第２の石英容器３０が取外
し自在に配置され、この第２の石英容器３０の内部にシ
リコン基板２６が挿入されるように構成されている。

【００７１】前記構成による洗浄装置の乾燥部６は、以
下に述べるような動作を行なう。

【００７２】フッ化水素水を含む洗浄液で濡れている状
態のシリコン基板２６を保持した搬送体２４が乾燥部６
に搬入されると、搬送体２４は前記保持したシリコン基
板２６を第２の石英容器３０内に挿入配置させ、その後
に、赤外線ランプ２８から放射される赤外線加熱によっ
て前記シリコン基板２６を乾燥させる。この乾燥時間
は、例えば、約３０秒であって、そのときのシリコン基
板２６の温度は２００℃乃至３００℃になる。前記乾燥
が終了すると、搬送体２４は前記保持したシリコン基板
２６を第２の石英容器３０内から取り出し、シリコン基
板２６だけを洗浄装置１の外部に送り出す。

【００７３】この乾燥動作時に、シリコン基板２６に付
着しているフッ化水素水を含む洗浄液が蒸発してフッ化
水素蒸気が発生するが、このとき発生するフッ化水素蒸
気は、専ら、最も近い位置に配置されている第２の石英
容器３０に付着し、石英容器２７や赤外線ランプ２８に
付着しないので、取外し可能な第２の石英容器３０のみ
を適宜交換するようにすれば、石英容器２７や赤外線ラ
ンプ２８を頻繁に交換する必要がなく、保守の容易な乾
燥装置を得ることができる。

【００７４】ここにおいて、第２の石英容器３０は、何
１０回かの乾燥工程を経た際に、フッ化水素蒸気によっ
て曇り、赤外光の透過率が低下することがあるが、この
ときには第２の石英容器３０を交換するだけで、初期状
態と同様な乾燥性能を得ることができる。また、第２の
石英容器３０の内壁に厚さ１ミクロンの多結晶シリコン
薄膜を化学気相成長法によって形成させたところ、この
第２の石英容器３０は約１００回の乾燥工程を経て後に
おいてもフッ化水素蒸気による腐食を受けなかった。

【００７５】なお、前記各例の洗浄装置の説明は、シリ
コン基板２６を洗浄及び乾燥させる場合についてのもの
であったが、本発明による洗浄装置は、前記シリコン基
板２６の洗浄及び乾燥を行なうものだけに限られるもの
ではなく、他の類似のものの洗浄及び乾燥を行なう場合
にも同様に適用できるものである。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる半
導体製造方法によれば、シリコン基板をフッ化水素水を
含む洗浄液に浸漬させ、前記シリコン基板上の酸化膜を
除去するようにしているので、良好な再現性によって前
記シリコン基板表面の酸化膜を除去でき、その結果とし
て、良好な再現性によって低温で前記シリコン基板にエ
ピタキシャル層を成長形成することができる。

【００７７】また、本発明に係わる半導体製造方法によ
れば、洗浄装置とエピタキシャル成長装置との間に、フ
ッ化水素成分（蒸気）の漏洩防止機能を備えた接続装置
（搬送室）であって、シリコン基板を洗浄装置から接続
装置（搬送室）への搬送時に、接続装置（搬送室）の雰
囲気圧力を、洗浄装置内の雰囲気圧力よりも若干高くな
るように設定するようにしているので、洗浄装置内のフ
ッ化水素成分（蒸気）が接続装置（搬送室）側に漏洩搬
送されることがないだけでなく、エピタキシャル成長装
置にも漏洩搬送されることがなくなり、エピタキシャル
成長装置がフッ化水素成分（蒸気）で腐食されるのを有
効に防ぐことができるという効果がある。

【００７８】さらに、本発明の半導体製造方法に利用さ
れる洗浄装置によれば、フッ化水素水を含む洗浄液に浸
漬したシリコン基板を搬送する搬送体が、少なくともそ
の保持部の構成材料が炭化珪素または炭化珪素を被覆し
たものからなっているので、前記搬送体がフッ化水素成
分（蒸気）によって腐食されるのを防ぐことができ、保
守の容易な搬送体が得られるという効果がある。

【００７９】

【００８０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体製造方法に使用される半
導体製造装置の参考例を示すブロック構成図である。

【図２】本発明に係わる半導体製造方法の一実施例を示
す半導体製造装置のブロック構成図である。

【図３】本実施例に用いられるゲートバルブの構成の一
例を示す断面図である。

【図４】本発明に係わる洗浄装置の全体構成を示すブロ
ック構成図である。

【図５】洗浄装置において用いられる搬送体の構成の一
実施例を示す断面図である。

【図６】本発明に係わる洗浄装置の乾燥部に用いられる
シリコン基板の乾燥装置の一例を示す構成図である。

【図７】従来の半導体製造装置の一例を示すブロック構
成図である。

【符号の説明】

１洗浄装置２接続装置３エピタキシャル成長装置４洗浄部５フッ化水素水浸漬部６乾燥部７搬送室８、９接続部１０窒素ガスの流量制御部１１圧力計１２真空排気装置１３石英反応管１４、２８赤外線ランプ１５原料ガス導入口１６仕切弁１７駆動棒１８金属製ボディー１９取付フランジ２０駆動系２１フッ素系ポリマー被覆膜２２シリコン基板入出口２３バイトンシール２４搬送体２５支持部２６シリコン基板２７石英容器２９防熱容器３０第２の石英容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木誉也茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献特開平１−150328（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−144545（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−238365（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−77590（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−76333（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ化水素水を含む洗浄液によって洗浄
する洗浄部を備えた洗浄装置と、接続装置と、エピタキ
シャル層を形成するエピタキシャル成長装置とを備え、
シリコン基板を前記洗浄装置で洗浄し、洗浄したシリコ
ン基板を前記接続装置を通して前記エピタキシャル成長
装置に搬送し、前記エピタキシャル成長装置で前記シリ
コン基板上にエピタキシャル層を形成する半導体製造方
法において、前記シリコン基板の前記洗浄装置から前記
接続装置への搬送時に、前記接続装置内の雰囲気圧力を
前記洗浄装置内の雰囲気圧力よりも高い圧力になるよう
に設定することにより、前記洗浄装置内のフッ化水素成
分が前記接続装置を通して前記エピタキシャル成長装置
側に漏洩し、前記接続装置や前記エピタキシャル成長装
置を腐食させるのを防止していることを特徴とする半導
体製造方法。
【請求項２】前記シリコン基板は、搬送室と、前記搬
送室を前記洗浄装置に選択的に結合する開閉可能な第１
ゲートバルブと、前記搬送室を前記エピタキシャル成長
装置に選択的に結合する開閉可能な第２ゲートバルブと
を備えた前記接続装置を通して搬送され、前記シリコン
基板搬送時の前記搬送室内の雰囲気圧力は、前記搬送室
に結合された雰囲気圧力設定部によって設定されること
を特徴とする請求項１に記載の半導体製造方法。
【請求項３】前記第１ゲートバルブまたは前記第１ゲ
ートバルブ及び前記第２ゲートバルブの双方に、構成要
素の表面にフッ素系ポリマーの被覆を形成したものが用
いられることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造
方法。
【請求項４】前記シリコン基板は、前記洗浄装置から
前記接続装置を通して前記エピタキシャル成長装置に搬
送する際に基板搬送体を用いて搬送され、前記基板搬送
体における前記シリコン基板の保持部分及び前記シリコ
ン基板の接触部分の構成材料に炭化珪素または炭化珪素
の被覆を施したものが用いられることを特徴とする請求
項１に記載の半導体製造方法。