WO2011158558A1 - 炭化珪素半導体の洗浄方法および炭化珪素半導体の洗浄装置 - Google Patents

炭化珪素半導体の洗浄方法および炭化珪素半導体の洗浄装置 Download PDF

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宮崎　富仁
和田　圭司
透 日吉
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cleaning method for silicon carbide (SiC) semiconductors and a cleaning apparatus for SiC semiconductors, and more particularly to a cleaning method for SiC semiconductors used for a semiconductor device having an oxide film and a cleaning apparatus for SiC semiconductors.
  • SiC silicon carbide
  • the method for cleaning a semiconductor substrate disclosed in Patent Document 1 is performed as follows. First, a silicon (Si) substrate is washed with ultrapure water containing ozone to form a Si oxide film, and particles and metal impurities are taken into the inside and the surface of the Si oxide film. Next, the Si substrate is washed with a dilute aqueous solution of hydrofluoric acid to etch away the Si oxide film, and at the same time, particles and metal impurities are removed.
  • the foreign matter component adhering to the surface is removed by the oxidizing action of ozone by spraying pure water containing 1 to 5 ppm of ozone onto the semiconductor.
  • JP-A-2002-33300 Patent Document 3
  • the ozone water containing pure water is supplied to the ozone water contact device under conditions including a temperature of about 22 ° C. or more and a dissolved ozone concentration of about 30 ppm or more, and the photoresist film remains.
  • a technique is disclosed in which a photoresist film is removed by bringing ozone-containing pure water into contact with a substrate.
  • SiC has a large band gap, and the maximum dielectric breakdown field and thermal conductivity are large compared to Si, while the mobility of carriers is as high as that of Si, and the saturation drift velocity and withstand voltage of electrons are also large. Therefore, application to semiconductor devices that require high efficiency, high breakdown voltage, and high capacity is expected. Therefore, the inventor focused on using a SiC semiconductor for a semiconductor device. Therefore, when using a SiC semiconductor for a semiconductor device, it is necessary to clean the surface of the SiC semiconductor.
  • Patent Documents 1 and 2 when the cleaning method of Patent Documents 1 and 2 is applied to a SiC semiconductor, the surface of the SiC semiconductor is less likely to be oxidized because SiC is a more thermally stable compound than Si. That is, the cleaning methods of Patent Documents 1 and 2 can oxidize the surface of Si but can not sufficiently oxidize the surface of SiC. Therefore, the surface of SiC can not be cleaned sufficiently.
  • the photoresist film removing method of Patent Document 3 described above, conditions for peeling the photoresist film are disclosed, and a method for removing impurities and particles attached to the semiconductor surface is not disclosed.
  • the photoresist film removing method of Patent Document 3 is a technique aiming to remove the photoresist film, and is for removing impurities and particles existing on the surface of the semiconductor such as Si and SiC. It does not disclose the cleaning method.
  • an object of the present invention is to provide a cleaning method of an SiC semiconductor and an apparatus for cleaning an SiC semiconductor that can exhibit a cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • the cleaning method of the SiC semiconductor of the present invention comprises the steps of forming an oxide film on the surface of the SiC semiconductor and the step of removing the oxide film, and in the step of forming the oxide film, oxygen (O) plasma is used.
  • the cleaning method of the SiC semiconductor of the present invention by using the O plasma, an oxide film can be easily formed on the surface of the SiC semiconductor which is a strong and stable compound. Therefore, impurities, particles and the like adhering to the surface can be easily taken into the oxide film. By removing the oxide film, impurities, particles and the like on the surface of the SiC semiconductor can be removed. In addition, since the SiC semiconductor is a stable compound, damage to the SiC semiconductor is small even if O plasma is used. Therefore, the cleaning method of the SiC semiconductor of the present invention can exhibit the cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • the oxide film is formed at a temperature of 200 ° C. or more and 700 ° C. or less in the step of forming the oxide film.
  • the throughput can be improved and an oxide film can be formed. Further, since the power can be reduced, the cost can be reduced and the oxide film can be formed. Furthermore, the uniformity of the formed oxide film can also be improved.
  • the oxide film is formed at a pressure of 0.1 Pa or more and 20 Pa or less in the step of forming the oxide film.
  • HF hydrogen fluoride
  • the oxide film can be easily removed, so that the oxide film remaining on the surface can be reduced.
  • the SiC semiconductor is disposed in an atmosphere shielded from the atmosphere between the step of forming the oxide film and the step of removing the oxide film.
  • a cleaning apparatus for a SiC semiconductor includes a formation unit, a removal unit, and a connection unit.
  • the forming unit forms an oxide film on the surface of the SiC semiconductor using O plasma.
  • the removal unit removes the oxide film.
  • the connection portion connects the formation portion and the removal portion such that the SiC semiconductor can be transported. The region carrying the SiC semiconductor at the connection can be shielded from the atmosphere.
  • An apparatus for cleaning a SiC semiconductor according to another aspect of the present invention includes a forming unit for forming an oxide film on the surface of the SiC semiconductor using O plasma, and a removing unit for removing the oxide film, and the forming unit And the removal unit are identical.
  • an oxide film can be easily formed on the surface of the SiC semiconductor which is a stable compound by the formation portion using O plasma.
  • impurities, particles and the like adhering to the surface of the SiC semiconductor can be easily taken into the oxide film.
  • impurities, particles and the like on the surface of the SiC semiconductor can be removed.
  • the cleaning apparatus of the SiC semiconductor in one and other aspects of the present invention can exhibit the cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • the cleaning effect on the SiC semiconductor can be exhibited by forming the oxide film on the surface of the SiC semiconductor using O plasma.
  • FIG. 5 is a cross sectional view schematically showing a state in which an oxide film is formed on a SiC semiconductor in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross sectional view schematically showing a state in which the oxide film is removed in the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram of the cleaning apparatus of the SiC semiconductor in the modification of Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 14 is a cross sectional view schematically showing one step in the method for cleaning a SiC semiconductor in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross sectional view schematically showing one step in the method for cleaning a SiC semiconductor in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross sectional view schematically showing one step in the method for cleaning a SiC semiconductor in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an epitaxial wafer to be cleaned in the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view of a cleaning apparatus 10 for an SiC semiconductor according to a first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, a cleaning apparatus 10 for an SiC semiconductor in an embodiment of the present invention will be described.
  • the cleaning apparatus 10 for a SiC semiconductor includes a forming unit 11, a removing unit 12, and a connection unit 13.
  • the formation portion 11 and the removal portion 12 are connected by the connection portion 13.
  • the insides of the formation portion 11, the removal portion 12 and the connection portion 13 are shielded from the atmosphere, and the insides can be communicated with each other.
  • the forming unit 11 forms an oxide film on the surface of the SiC semiconductor.
  • the forming unit 11 forms an oxide film using O plasma.
  • a plasma generator or the like is used as the forming unit 11.
  • the removing unit 12 removes the oxide film formed in the forming unit 11.
  • the removing unit 12 is, for example, a plasma generating device, a device that removes an oxide film using a solution that can reduce an oxide film such as HF, a thermal decomposition device, or the like.
  • the removing unit 12 preferably removes the oxide film using halogen plasma or H plasma.
  • the plasma generating apparatus used in the forming unit 11 and the removing unit 12 is not particularly limited.
  • a parallel plate type RIE (Reactive Ion Etching) apparatus, an ICP (Inductive Coupled Plasma: inductively coupled plasma) type RIE apparatus, An ECR (Electron Cyclotron Resonance) -type RIE apparatus, a SWP (Surface Wave Plasma: surface wave plasma) -type RIE apparatus, a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, or the like is used.
  • connection portion 13 connects the formation portion 11 and the removal portion 12 so that the SiC substrate 1 can be transported.
  • a region (internal space) for transporting the SiC substrate 1 in the connection portion 13 can be shielded from the atmosphere.
  • shutoff from the atmosphere means an atmosphere in which the atmosphere does not enter, and is, for example, in vacuum, or an atmosphere composed of an inert gas or nitrogen gas.
  • the atmosphere isolated from the atmosphere is, for example, under vacuum or in nitrogen (N), helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn), or an atmosphere filled with a gas consisting of a combination thereof.
  • the connecting portion 13 connects the inside of the forming portion 11 and the inside of the removing portion 12.
  • the connection portion 13 internally has a space for transporting the SiC semiconductor unloaded from the formation portion 11 to the removal portion 12. That is, the connection portion 13 is provided to transport the SiC semiconductor from the formation portion 11 to the removal portion 12 so as not to expose the SiC semiconductor to the air.
  • Connecting portion 13 has a size such that SiC substrate 1 can be transported therein. Further, connection portion 13 may have a size capable of being transported in a state where SiC substrate 1 is mounted on a susceptor.
  • the connecting portion 13 is, for example, a load lock chamber that connects the outlet of the forming portion 11 and the inlet of the removing portion 12.
  • Cleaning device 10 may further include a first transport unit which is disposed inside connection portion 13 and transports the SiC semiconductor from formation unit 11 to removal unit 12.
  • the cleaning apparatus 10 takes out the SiC semiconductor from which the oxide film has been removed by the removal section 12 to the outside of the cleaning apparatus 10 or an atmosphere shielded from the atmosphere to the oxide film forming section forming the oxide film constituting the semiconductor device.
  • the apparatus may further include a second transport unit for transporting internally.
  • the first transport unit and the second transport unit may be the same or different.
  • the cleaning apparatus 10 is further provided with a first blocking unit disposed between the forming unit 11 and the connecting unit 13 and for blocking the inside of the forming unit 11 and the inside of the connecting unit 13. Good. Further, the cleaning apparatus 10 is further provided with a second blocking unit disposed between the removing unit 12 and the connecting unit 13 and for blocking the inside of the removing unit 12 from the inside of the connecting unit 13. Good.
  • a valve or a door capable of closing each communication portion can be used as the blocking portion.
  • the cleaning apparatus 10 may further include a vacuum pump for discharging the atmosphere gas inside, and a replacement gas cylinder for replacing the atmosphere gas inside.
  • the vacuum pump or the replacement gas cylinder may be connected to each of the formation unit 11, the removal unit 12, and the connection unit 13, or may be connected to at least one of them.
  • cleaning apparatus 10 may include various elements other than the above, illustration and description of these elements are abbreviate
  • connection part 13 a chamber in which the atmosphere is shut off may be used as the connection portion 13, and the formation portion 11 and the removal portion 12 may be disposed in the chamber.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the SiC semiconductor prepared in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a cleaning method of the SiC semiconductor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross sectional view schematically showing a state in which an oxide film is formed on a SiC semiconductor in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross sectional view schematically showing a state in which the oxide film is removed in the first embodiment of the present invention.
  • a method of cleaning a SiC semiconductor according to an embodiment of the present invention will be described.
  • a method of cleaning the SiC substrate 1 shown in FIG. 2 as a SiC semiconductor will be described.
  • the cleaning apparatus 10 for the SiC semiconductor shown in FIG. 1 is used.
  • a SiC substrate 1 having a surface 1a is prepared (step S1).
  • the SiC substrate 1 is not particularly limited, but can be prepared, for example, by the following method.
  • HVPE Hydride Vapor Phase Epitaxy
  • MBE Molecular Beam Epitaxy: molecular beam epitaxy
  • OMVPE Organic Metal vapor phase epitaxy
  • sublimation method Prepare a SiC ingot grown by vapor phase growth method such as CVD method, flux method, liquid phase growth method such as high nitrogen pressure solution method, or the like. Thereafter, a SiC substrate having a surface is cut out from the SiC ingot. The method of cutting out is not particularly limited, and a SiC substrate is cut out from the SiC ingot by slicing or the like. Next, the surface of the cut out SiC substrate is polished.
  • the surface to be polished may be only the surface or the back surface opposite to the surface may be further polished.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • colloidal silica as an abrasive, diamond, chromium oxide as an abrasive, an adhesive as an adhesive, wax and the like are used.
  • other polishing such as an electric field polishing method, a chemical polishing method, and a mechanical polishing method may be further performed. Polishing may be omitted.
  • SiC substrate 1 having surface 1a shown in FIG. 2 can be prepared.
  • a substrate having n type conductivity and a resistance of 0.02 ⁇ cm is used.
  • oxide film 3 is formed on surface 1a of SiC substrate 1 (step S2).
  • the oxide film 3 is formed by O plasma.
  • oxide film 3 is formed at formation portion 11 of cleaning apparatus 10 shown in FIG.
  • O plasma means plasma generated from a gas containing O element, and can be generated, for example, by supplying O gas to the plasma generator.
  • “To form the oxide film 3 by O plasma” means to form the oxide film 3 by plasma using a gas containing O element. In other words, it means that the oxide film 3 is formed by being processed by plasma generated from a gas containing O element.
  • the oxide film 3 it is preferable to form the oxide film 3 at 200 ° C. or more and 700 ° C. or less.
  • Forming oxide film 3 at 200 ° C. or more and 700 ° C. or less can be realized, for example, by heating the back surface opposite to surface 1 a of SiC substrate 1 at 200 ° C. or more and 700 ° C. or less.
  • the oxide film 3 is formed at 200 ° C. or more and 700 ° C. or less, the throughput can be improved and the oxide film 3 can be formed. Further, since the power can be reduced, the cost can be reduced and the oxide film 3 can be formed. Also, the oxide film 3 can be formed uniformly.
  • the oxide film 3 is formed in an atmosphere of 0.1 Pa or more and 20 Pa or less. In this case, the reactivity with the surface 1 a of the SiC substrate 1 can be enhanced.
  • step S2 oxide film 3 having a thickness of, for example, one molecular layer or more and 30 nm or less is formed.
  • impurities, particles and the like on the surface 1 a can be taken into the oxide film 3.
  • the oxide film 3 of 30 nm or less the oxide film 3 is easily removed in step S3 described later.
  • Oxide film 3 is, for example, silicon oxide.
  • SiC substrate 1 having oxide film 3 formed in formation portion 11 is transported to removal portion 12. At this time, the SiC substrate 1 is transported in the connection portion 13 which is an atmosphere shielded from the atmosphere. In other words, between the step S2 of forming the oxide film 3 and the step S3 of removing the oxide film 3, the SiC substrate 1 is placed in an atmosphere shielded from the atmosphere. Thereby, after oxide film 3 is formed, adhesion of impurities contained in the air to SiC substrate 1 can be suppressed.
  • step S3 of the present embodiment the oxide film 3 is removed by the removing unit 12 of the cleaning apparatus 10 shown in FIG.
  • the method of removing the oxide film 3 is not particularly limited, and for example, halogen plasma, H plasma, thermal decomposition, dry etching, wet etching or the like can be used.
  • a halogen plasma means a plasma generated from a gas containing a halogen element.
  • the halogen element is fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) and iodine (I).
  • F fluorine
  • Cl chlorine
  • Br bromine
  • I iodine
  • the F plasma means a plasma generated from a gas containing an F element, for example, carbon tetrafluoride (CF 4 ), methane trifluoride (CHF 3 ), fluorocarbon (C 2 F 6 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), nitrogen trifluoride (N It can be generated by supplying a single gas or mixed gas of F 3 ), xenon difluoride (XeF 2 ), fluorine (F 2 ), and chlorine trifluoride (ClF 3 ) to the plasma generator.
  • “To remove the oxide film 3 by F plasma” means to remove the oxide film 3 by plasma using a gas containing an F element. In other words, “removing the oxide film 3 by F plasma” means removing the oxide film 3 by a process using plasma generated from a gas containing F element.
  • the H plasma means a plasma generated from a gas containing an H element, and can be generated, for example, by supplying H 2 gas to a plasma generator.
  • “To remove the oxide film 3 by H plasma” means to etch the oxide film 3 by plasma using a gas containing H element.
  • “removing the oxide film 3 by H plasma” means that the oxide film 3 is removed by being processed by plasma generated from a gas containing H element.
  • halogen plasma or H plasma it is preferable to remove the oxide film 3 at a temperature of 20 ° C. or more and 400 ° C. or less. In this case, damage to the SiC substrate 1 can be reduced.
  • the oxide film 3 In the case of using halogen plasma or H plasma in this step S3, it is preferable to remove the oxide film 3 at a pressure of 0.1 Pa or more and 20 Pa or less. In this case, since the reactivity between the halogen plasma or the H plasma and the oxide film 3 can be enhanced, the oxide film 3 can be easily removed.
  • the thermal decomposition it is preferable to thermally decompose the oxide film 3 at a temperature not less than 1200 ° C. and a sublimation temperature of SiC in an atmosphere not containing O.
  • the oxide film 3 is heated in an atmosphere not containing O at 1200 ° C. or more, the oxide film 3 can be easily thermally decomposed.
  • the thermal decomposition is preferably performed under reduced pressure from the viewpoint of promoting the reaction.
  • Dry etching is, for example, hydrogen (H 2 ) at a temperature of 1000 ° C. or more and a sublimation temperature of SiC or less.
  • Oxide film 3 is removed using at least one of gas and hydrogen chloride (HCl) gas.
  • Hydrogen gas and hydrogen chloride gas at 1000 ° C. or higher have a high effect of reducing the oxide film 3.
  • the oxide film is SiO x
  • hydrogen gas decomposes SiO x into H 2 O and SiH y
  • hydrogen chloride gas decomposes SiO x into H 2 O and SiCl z .
  • dry etching is preferably performed under reduced pressure from the viewpoint of promoting the reaction.
  • the oxide film 3 is removed using a solution such as HF or NH 4 F (ammonium fluoride), for example.
  • a solution such as HF or NH 4 F (ammonium fluoride), for example.
  • the wet etching is preferably performed using HF, and more preferably using 1% to 10% diluted HF (DHF).
  • DHF 1% to 10% diluted HF
  • HF can be stored in a reaction vessel, and oxide film 3 can be removed by immersing SiC substrate 1 in HF.
  • the surface 1a of the SiC substrate 1 may be cleaned with pure water after the wet cleaning (pure water rinse step).
  • the pure water is preferably ultrapure water. Ultrasonic waves may be applied to pure water for cleaning. Note that this pure water rinse step may be omitted.
  • the surface 1 a of the SiC substrate 1 may be dried (drying step).
  • drying step the method to dry is not specifically limited, For example, it dries with a spin dryer etc. Note that this drying step may be omitted.
  • step S3 the oxide film 3 which has taken in impurities, particles and the like in step S2 can be removed, so the impurities, particles and the like adhering to the surface 1a of the SiC substrate 1 prepared in step S1 can be removed. it can.
  • step S1 to S3 By performing the above steps (steps S1 to S3), for example, as shown in FIG. 5, it is possible to realize the SiC substrate 2 having the surface 2a with reduced impurities and particles.
  • step S2 may be repeated.
  • step S1 if necessary, a cleaning process with another chemical solution, a pure water rinse process, a drying process, and the like may be additionally performed.
  • Other chemical solutions include, for example, SPM containing sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
  • organic substances can also be removed.
  • RCA cleaning may be performed before step S2.
  • the step of forming oxide film 3 on surface 1 a of SiC substrate 1 step S2
  • the step of removing oxide film 3 step S2
  • O plasma is used.
  • the present inventor has noted that when the cleaning method of Patent Document 1 is applied to a SiC semiconductor, the surface of the SiC semiconductor is less likely to be oxidized because SiC is a thermally more stable compound than Si. That is, the cleaning method of Patent Document 1 can oxidize the surface of Si, but can not sufficiently oxidize the surface of SiC, so the surface of the SiC semiconductor can not be sufficiently cleaned. Therefore, as a result of intensive studies by the present inventor for oxidizing the surface of the SiC semiconductor, it was found that the oxide film 3 can be easily formed by using the active O by using the O plasma. Further, since SiC is crystallographically strong, damage to the SiC substrate 1 does not easily occur even if O plasma causing damage is used in the Si substrate.
  • metal impurities such as titanium (Ti) attached to the surface 1a, particles and the like can be easily taken into the oxide film 3 in step S2.
  • oxide film 3 in step S3 impurities, particles and the like on surface 1a of SiC substrate 1 can be removed. Therefore, the cleaning method of SiC substrate 1 in the present embodiment can exhibit the cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • step S2 the formation of the oxide film 3 is performed by O plasma in a dry atmosphere. Since the plasma is clean, it is also environmentally friendly. Further, in the step of forming oxide film 3 by plasma, post-processing such as water washing and drying can be omitted compared to the case of forming the oxide film in a wet atmosphere (atmosphere including liquid phase), so SiC substrate 1 can be simplified. Can be cleaned. Furthermore, since there is no need for post-processing of water washing, generation of water marks on the surface 2a of the SiC substrate 2 after step S3 can be suppressed.
  • post-processing such as water washing and drying can be omitted compared to the case of forming the oxide film in a wet atmosphere (atmosphere including liquid phase), so SiC substrate 1 can be simplified. Can be cleaned. Furthermore, since there is no need for post-processing of water washing, generation of water marks on the surface 2a of the SiC substrate 2 after step S3 can be suppressed.
  • halogen plasma or H plasma is used in the step of removing oxide film 3 (step S3).
  • oxide film 3 formed on surface 1 a of SiC substrate 1 can be removed to reduce in-plane variation. That is, the oxide film 3 can be uniformly removed without being affected by the film quality of the oxide film 3. Therefore, impurities, particles and the like on surface 1 a of SiC substrate 1 can be removed so as to reduce in-plane variation of surface 1 a. In addition, the local remaining of oxide film 3 formed on surface 1a of SiC substrate 1 can also be suppressed.
  • the SiC substrate 1 can be cleaned so that the surface characteristics become good.
  • oxide film 3 is formed on surface 1 a of SiC substrate 1 by O plasma (step S2), and oxide film 3 is formed by halogen plasma or H plasma. It removes (step S3).
  • surface 1a of SiC substrate 1 can be cleaned in a dry atmosphere (in the vapor phase).
  • metal ions may be contained in a liquid phase, an instrument and the like used for the washing.
  • particles tend to increase from the cleaning chamber. For this reason, the cleaning in the dry atmosphere can reduce metal impurities and particles on the surface more than the wet atmosphere (the atmosphere including the liquid phase).
  • cleaning apparatus 10 for SiC substrate 1 as a SiC semiconductor in the present embodiment formation portion 11 for forming oxide film 3 on surface 1 a of SiC substrate 1 using O plasma, and oxide film 3 are removed.
  • the connecting portion 13 connects the forming portion 11 and the removing portion 12 to enable the SiC substrate 1 to be transported, and the region for transporting the SiC substrate 1 can block the air. Is equipped.
  • oxide film 3 can be easily formed on surface 1 a of SiC substrate 1 which is a SiC semiconductor which is a stable compound by O plasma. Thereby, impurities, particles and the like adhering to the surface 1 a can be easily taken into the oxide film 3. By removing oxide film 3, impurities, particles and the like on surface 1 a of SiC substrate 1 can be removed. Therefore, cleaning device 10 of SiC substrate 1 in the present embodiment can exhibit the cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • FIG. 6 is a schematic view of a cleaning apparatus 20 for a SiC semiconductor according to a modification of the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, the cleaning apparatus 20 of the SiC semiconductor in the modification of this Embodiment is demonstrated.
  • the cleaning apparatus 20 of the modification includes a chamber 21, a first gas supply unit 22, a second gas supply unit 23, and a vacuum pump 24.
  • the first gas supply unit 22, the second gas supply unit 23 and the vacuum pump 24 are connected to the chamber 21.
  • the chamber 21 is a plasma generator which accommodates the SiC substrate 1 therein.
  • a plasma generating apparatus a parallel plate type RIE apparatus, an ICP type RIE apparatus, an ECR type RIE apparatus, a SWP type RIE apparatus, a CVD apparatus or the like is used.
  • the first and second gas supplies 22 and 23 supply the gas of the plasma generation source to the chamber 21.
  • the first gas supply unit 22 supplies a gas containing O. Therefore, the first gas supply unit 22 can generate O plasma in the chamber 21, whereby the oxide film 3 can be formed on the surface 1 a of the SiC substrate 1.
  • the second gas supply unit 23 supplies, for example, a gas containing halogen or H. Therefore, the second gas supply unit 23 can generate halogen plasma or H plasma in the chamber 21, thereby removing the oxide film 3 formed on the surface 1 a of the SiC substrate 1. it can.
  • the vacuum pump 24 evacuates the inside of the chamber 21. Therefore, after the oxide film 3 is formed on the surface 1 a of the SiC substrate 1 by O plasma, the inside of the chamber 21 can be evacuated and the oxide film 3 can be removed by halogen plasma or H plasma.
  • the vacuum pump 24 may be omitted.
  • cleaning apparatus shown in FIG. 6 may contain various elements other than the above, illustration and description of these elements are abbreviate
  • cleaning apparatus 20 for the SiC semiconductor in the modification of the present embodiment uses a forming portion for forming oxide film 3 on surface 1 a of SiC substrate 1 as the SiC semiconductor using O plasma. And a removing unit for removing the oxide film 3, and the forming unit and the removing unit are the same (chamber 21). That is, in the cleaning device 20, the forming unit and the removing unit are used in common.
  • the oxide film 3 can be easily formed on the surface 1 a of the SiC substrate 1 which is a stable compound by O plasma. Thereby, impurities, particles and the like adhering to the surface 1 a can be easily taken into the oxide film 3. By removing oxide film 3, impurities, particles and the like on surface 1 a of SiC substrate 1 can be removed. Therefore, cleaning device 20 of SiC substrate 1 in the modification can exhibit the cleaning effect on the SiC semiconductor.
  • the SiC substrate 1 is not exposed to the atmosphere because it is not necessary to transport the SiC substrate 1 while removing the oxide film 3 in the removal portion. .
  • the SiC substrate is placed in an atmosphere shielded from the atmosphere. Thereby, impurities in the air can be prevented from reattaching to surface 1 a of SiC substrate 1 during cleaning of SiC substrate 1.
  • FIG. 7 is a cross sectional view schematically showing an SiC semiconductor to be cleaned in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a cleaning method of the SiC semiconductor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 to FIG. 11 are cross sectional views schematically showing a step of the cleaning method of the SiC semiconductor in the second embodiment of the present invention.
  • the cleaning method of the SiC semiconductor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 4, 5, and 7 to 11.
  • a method of cleaning epitaxial wafer 100 including SiC substrate 2 and epitaxial layer 120 formed on SiC substrate 2 as a SiC semiconductor will be described.
  • step S1 the SiC substrate 1 is prepared (step S1). Since step S1 is the same as that of the first embodiment, the description will not be repeated.
  • oxide film 3 is formed on surface 1a of SiC substrate 1 (step S2), and thereafter oxide film 3 is removed as shown in FIGS. Step S3). Since steps S2 and S3 are the same as in the first embodiment, the description will not be repeated. Thereby, surface 1a of SiC substrate 1 can be cleaned, and SiC substrate 2 having surface 2a reduced in impurities and particles can be prepared. The cleaning of surface 1 a of SiC substrate 1 may be omitted.
  • epitaxial layer 120 is formed on surface 2a of SiC substrate 2 by a vapor phase growth method, a liquid phase growth method or the like (step S4).
  • epitaxial layer 120 is formed, for example, as follows.
  • buffer layer 121 is formed on surface 2 a of SiC substrate 2.
  • Buffer layer 121 is made of, for example, SiC having n type conductivity, and is an epitaxial layer having a thickness of 0.5 ⁇ m, for example.
  • the concentration of conductive impurities in buffer layer 121 is, for example, 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 .
  • withstand voltage holding layer 122 is formed on buffer layer 121.
  • a layer made of SiC having n-type conductivity is formed by a vapor phase growth method, a liquid phase growth method, or the like.
  • the thickness of withstand voltage holding layer 122 is, for example, 15 ⁇ m.
  • the concentration of the n-type conductive impurity in breakdown voltage holding layer 122 is, for example, 5 ⁇ 10 15 cm ⁇ 3 .
  • ions are implanted into the epitaxial layer 120 (step S5).
  • the p-type well region 123, the n + source region 124, and the p + contact region 125 are formed as follows.
  • a p-type impurity is selectively implanted into a part of the breakdown voltage holding layer 122 to form the well region 123.
  • source region 124 is formed by selectively implanting n-type conductive impurities into a predetermined region, and a contact is selectively applied by selectively implanting p-type conductive impurities into a predetermined region.
  • Region 125 is formed.
  • the selective implantation of the impurity is performed, for example, using a mask made of an oxide film. The masks are respectively removed after the implantation of the impurities.
  • An activation annealing process may be performed after such an implantation step.
  • annealing is performed at a heating temperature of 1700 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere.
  • an epitaxial wafer 100 including the SiC substrate 2 and the epitaxial layer 120 formed on the SiC substrate 2 can be prepared.
  • step S2 the surface 100 a of the epitaxial wafer 100 is cleaned. Specifically, as shown in FIGS. 8 and 10, oxide film 3 is formed on surface 100a of epitaxial wafer 100 using O plasma (step S2).
  • This step S2 is similar to step S2 of forming oxide film 3 on surface 1a of SiC substrate 1 in the first embodiment.
  • the damaged layer may be oxidized for the purpose of removing the damaged layer.
  • the surface 100a is oxidized toward the SiC substrate 2 by more than 10 nm and not more than 100 nm.
  • step S3 oxide film 3 formed on surface 100a of epitaxial wafer 100 is removed.
  • This step S3 is similar to step S3 of removing oxide film 3 formed on surface 1a of SiC substrate 1 in the first embodiment, and therefore description thereof will not be repeated.
  • steps S1 to S5 By performing the above steps (S1 to S5), impurities, particles and the like attached to the surface 100a of the epitaxial wafer 100 can be cleaned. As in the first embodiment, steps S2 and S3 may be repeated, and another cleaning step may be further included. Thus, for example, as shown in FIG. 11, an epitaxial wafer 101 having a surface 101a with reduced impurities and particles can be realized.
  • connection portion 13 has a shape that allows the epitaxial wafer 100 or the susceptor on which the epitaxial wafer 100 is mounted to be transported.
  • the cleaning method of epitaxial wafer 100 in the present embodiment since SiC is crystallographically strong, surface 100a of epitaxial wafer 100 can be obtained by O plasma that can not be adopted due to damage by Si.
  • the oxide film 3 is formed on the The oxide film 3 can be easily formed by using the active O by O plasma. Therefore, impurities, particles and the like adhering to the surface 100 a can be easily taken into the oxide film 3. By removing oxide film 3, impurities, particles and the like on surface 100a of epitaxial wafer 100 can be removed.
  • the SiC semiconductor is a stable compound, damage to the epitaxial wafer 100 is small even if O plasma is used. Therefore, the cleaning method according to the present embodiment can exhibit the cleaning effect on surface 100 a of epitaxial wafer 100.
  • epitaxial wafer 101 having surface 101a with reduced impurities, particles and the like can be manufactured.
  • an insulating film forming a semiconductor device such as a gate oxide film
  • the characteristics of the insulating film can be improved, and the interface between the surface 101a and the insulating film, and in the insulating film Impurities, particles, etc. present can be reduced. Therefore, the withstand voltage at the time of reverse voltage application of the semiconductor device can be improved, and the stability and long-term reliability of the operation at the time of forward voltage application can be improved. Therefore, the cleaning method of the SiC semiconductor of the present invention is particularly suitably applied to the surface 100 a of the epitaxial wafer 100 before the formation of the gate oxide film.
  • epitaxial wafer 101 cleaned by the cleaning method of the present embodiment can be suitably used for a semiconductor device having an insulating film because the characteristics of the insulating film can be improved by forming the insulating film on the cleaned surface 101 a. it can. Therefore, epitaxial wafer 101 cleaned in the present embodiment is, for example, an insulated gate field effect portion such as MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). It can be suitably used for a semiconductor device having the same, a JFET (Junction Field-Effect Transistor), or the like.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the method of cleaning the surface 1 a of the SiC substrate 1 has been described.
  • the cleaning method of the present invention can also be applied to a SiC epitaxial layer having a non-ion implanted surface.
  • cleaning epitaxial wafer 100 at least one of surface 2a of SiC substrate 2 constituting epitaxial wafer 100 or surface 100a of epitaxial wafer 100 may be cleaned.
  • the cleaning method of the SiC semiconductor according to the present invention includes (i) cleaning the SiC substrate, and (ii) cleaning the epitaxial wafer having the SiC substrate and the SiC epitaxial layer formed on the SiC substrate.
  • the SiC epitaxial layer of (ii) includes those implanted with ions from the surface and those not implanted with ions.
  • FIG. 12 is a cross sectional view schematically showing an epitaxial wafer 130 to be cleaned in the embodiment.
  • a p-type SiC layer 131 having a thickness of 10 ⁇ m and an impurity concentration of 1 ⁇ 10 16 cm ⁇ 3 was grown by the CVD method (step S 4).
  • a source region 124 and a drain region 129 having an impurity concentration of 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 were formed using phosphorus (P) as an n-type impurity. Further, a contact region 125 having an impurity concentration of 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 was formed using aluminum (Al) as a p-type impurity (step S 5). The mask was removed after each ion implantation.
  • activation annealing was performed.
  • Ar gas was used as an atmosphere gas, and the heating temperature was set to 1700 to 1800 ° C., and the heating time was set to 30 minutes.
  • the epitaxial wafer 130 having the surface 130a was prepared.
  • the surface 130 a of the epitaxial wafer 130 was cleaned using the cleaning apparatus 10 shown in FIG. 1.
  • an oxide film was formed on the surface 130a of the prepared epitaxial wafer 130 using O plasma (step S2).
  • a parallel plate type RIE is used as the formation portion 11, the epitaxial wafer 130 is disposed inside the formation portion 11, and O plasma is performed under the following conditions.
  • an oxide film having a thickness of 1 nm could be formed on the surface 130 a of the epitaxial wafer 130.
  • the epitaxial wafer 130 on which the oxide film was formed in the forming unit 11 was transferred to the removing unit 12. At this time, the epitaxial wafer 130 was transported in the connection portion 13 which is an atmosphere shielded from the atmosphere.
  • step S3 the oxide film was removed using HF (step S3).
  • HF is stored in the removal unit 12, and the epitaxial wafer 130 is immersed in HF to remove the oxide film 3.
  • the oxide film formed in step S2 could be removed.
  • the epitaxial wafer 130 was taken out of the cleaning apparatus 10, and the surface of the epitaxial wafer 130 was cleaned with pure water (pure water rinse step). Then, the epitaxial wafer 130 was dried by a spin method (drying step).
  • step S2 of forming an oxide film using O plasma described above, step S3 of removing an oxide film, pure water rinse step and drying step were repeated.
  • the surface 130a of the epitaxial wafer 130 was cleaned by the above steps (steps S1 to S5).
  • the surface after cleaning of Inventive Example 1 had impurities and particles reduced more than the surface 130a before cleaning.
  • the cleaning method of the epitaxial wafer 130 of Inventive Example 2 is basically the same as the cleaning method of the epitaxial wafer 130 of Inventive Example 1, but F plasma is used instead of HF in step S3 of removing the oxide film. It differs in the point used and the point which used the washing device 20 shown in FIG. 6 instead of the washing device 10 shown in FIG.
  • an oxide film was formed using O plasma by using the cleaning device 20 of parallel plate type RIE shown in FIG. 6 (step S2).
  • the epitaxial wafer 130 was placed inside the chamber 21 shown in FIG. 6, and O plasma was generated under the same conditions as in the first example of the present invention.
  • the first gas supply unit 22 supplies 50 seconds of O 2 gas.
  • the oxide film is supplied at ccm, the pressure of the atmosphere in the chamber 21 is 1.0 Pa, the heating temperature of the back surface of the SiC substrate 2 in the epitaxial wafer 130 is 400.degree. C., and the power of 500 W is applied. It formed.
  • an oxide film having a thickness of 1 nm could be formed on the surface 130 a of the epitaxial wafer 130.
  • step S3 the oxide film was removed using F plasma (step S3).
  • the supply of O from the first gas supply unit 22 is stopped, and the second gas supply unit 23 sets the F 2 gas at 30 sccm.
  • the pressure of the atmosphere in the chamber 21 is 1.0 Pa
  • the heating temperature of the back surface of the SiC substrate 2 in the epitaxial wafer 130 is 400 ° C.
  • the power of 300 W is applied to remove the oxide film. did.
  • the oxide film formed in step S2 could be removed.
  • the oxide film formed in step S2 could be removed more uniformly (with reduced in-plane variation) than in Inventive Example 1.
  • the surface 130a of the epitaxial wafer 130 was cleaned by the above steps (steps S1 to S5).
  • the surface after cleaning of Inventive Example 2 had impurities and particles reduced more than the surface 130a before cleaning. Moreover, the oxide film did not remain locally on the surface after cleaning.

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Abstract

　ＳｉＣ半導体の洗浄方法は、ＳｉＣ半導体（１）の表面に酸化膜（３）を形成する工程（ステップＳ２）と、酸化膜（３）を除去する工程（ステップＳ３）とを備え、酸化膜（３）を形成する工程では、酸素プラズマを用いる。酸化膜（３）を除去する工程（ステップＳ３）では、フッ化水素を用いてもよい。これにより、ＳｉＣ半導体（１）に対する洗浄効果を発現できる。

Description

炭化珪素半導体の洗浄方法および炭化珪素半導体の洗浄装置
　本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体の洗浄方法およびＳｉＣ半導体の洗浄装置に関し、より特定的には酸化膜を有する半導体デバイスに用いるＳｉＣ半導体の洗浄方法およびＳｉＣ半導体の洗浄装置に関する。
　従来より、半導体デバイスの製造方法において、表面に付着している付着物を除去するために洗浄を行なっている。このような洗浄方法として、たとえば、特開平６－３１４６７９号公報（特許文献１）、特開平４－３５４３３４号（特許文献２）に開示の技術が挙げられる。
　特許文献１に開示の半導体基板の洗浄方法は、以下のように行なう。まず、シリコン（Ｓｉ）基板をオゾンを含む超純水で洗浄することによりＳｉ酸化膜を形成し、このＳｉ酸化膜の内部や表面にパーティクルおよび金属不純物を取り込む。次に、このＳｉ基板を希フッ酸水溶液で洗浄してＳｉ酸化膜をエッチング除去し、同時にパーティクルおよび金属不純物を除去する。
　特許文献２に開示の半導体の洗浄方法は、１～５ｐｐｍのオゾンを含有する純水を半導体に吹き付けることで、オゾンの酸化作用により、表面に付着していた異物成分を除去している。
　また、半導体デバイスの製造過程でオゾンを用いる技術として、たとえば特開２００２－３３３００号（特許文献３）が挙げられる。この特許文献３には、オゾン含有純水をほぼ２２℃以上の温度と、ほぼ３０ｐｐｍ以上の溶存オゾン濃度とを含む条件にしてオゾン水接触装置に供給して、フォトレジスト膜の残存している基板にオゾン含有純水を接触させて、フォトレジスト膜を除去する技術が開示されている。
特開平６－３１４６７９号公報 特開平４－３５４３３４号公報 特開２００２－３３３００号公報
　ＳｉＣは、バンドギャップが大きく、また最大絶縁破壊電界および熱伝導率はＳｉと比較して大きい一方、キャリアの移動度はＳｉと同程度に大きく、電子の飽和ドリフト速度および耐圧も大きい。そのため、高効率化、高耐圧化、および大容量化を要求される半導体デバイスへの適用が期待される。そこで、本発明者はＳｉＣ半導体を半導体デバイスに用いることに着目した。このため、ＳｉＣ半導体を半導体デバイスに用いる場合には、ＳｉＣ半導体の表面を洗浄する必要がある。
　しかし、上記特許文献１および２の洗浄方法をＳｉＣ半導体に適用すると、ＳｉＣはＳｉよりも熱的に安定な化合物であるので、ＳｉＣ半導体の表面が酸化されにくい。つまり、上記特許文献１および２の洗浄方法は、Ｓｉの表面を酸化することはできるが、ＳｉＣの表面を十分に酸化できない。このため、ＳｉＣの表面を十分に洗浄することはできない。
　また、上記特許文献３のフォトレジスト膜除去方法では、フォトレジスト膜を剥離するための条件が開示されており、半導体表面に付着した不純物やパーティクルを除去するための方法は開示されていない。また、この特許文献３のフォトレジスト膜除去方法に開示のオゾン含有純水でＳｉ基板の表面を洗浄すると、オゾン含有純水の酸化力が強すぎて、Ｓｉ基板の表面荒れが生じてしまう。つまり、上記特許文献３のフォトレジスト膜除去方法は、フォトレジスト膜を除去することを目的とした技術であって、Ｓｉや、ＳｉＣなどの半導体の表面に存在する不純物やパーティクルを除去するための洗浄方法を開示したものではない。
　したがって、本発明の目的は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できるＳｉＣ半導体の洗浄方法およびＳｉＣ半導体の洗浄装置を提供することである。
　本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法は、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成する工程と、酸化膜を除去する工程とを備え、酸化膜を形成する工程では、酸素（Ｏ）プラズマを用いる。
　本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法によれば、Ｏプラズマを用いることにより、結合が強固で、安定な化合物であるＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を容易に形成できる。このため、表面に付着していた不純物、パーティクルなどを酸化膜に容易に取り込むことができる。この酸化膜を除去することで、ＳｉＣ半導体の表面の不純物、パーティクルなどを除去することができる。また、ＳｉＣ半導体は、安定な化合物であるので、Ｏプラズマを用いても、ＳｉＣ半導体へのダメージが少ない。よって、本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
　上記ＳｉＣ半導体の洗浄方法において好ましくは、酸化膜を形成する工程では、酸化膜の形成を２００℃以上７００℃以下の温度で行なう。
　これにより、スループットを向上して酸化膜を形成することができる。また電力を低減できるので、コストを低減して酸化膜を形成することもできる。さらに、形成する酸化膜の均一性を向上することもできる。
　上記ＳｉＣ半導体の洗浄方法において好ましくは、酸化膜を形成する工程では、酸化膜の形成を０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう。
　これにより、ＯプラズマとＳｉＣ半導体の表面との反応性を高めることができるので、酸化膜をより容易に形成することができる。
　上記ＳｉＣ半導体の洗浄方法において好ましくは、酸化膜を除去する工程では、フッ化水素（ＨＦ）を用いる。
　これにより、酸化膜を容易に除去できるので、表面に残存する酸化膜を低減することができる。
　上記ＳｉＣ半導体の洗浄方法において好ましくは、酸化膜を形成する工程と酸化膜を除去する工程との間では、ＳｉＣ半導体は大気から遮断された雰囲気内に配置される。
　これにより、大気中の不純物がＳｉＣ半導体の表面に再付着することを抑制できる。したがって、ＳｉＣ半導体の洗浄効果をより高めることができる。
　本発明の一の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置は、形成部と、除去部と、接続部とを備えている。形成部は、Ｏプラズマを用いて、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成する。除去部は、酸化膜を除去する。接続部は、ＳｉＣ半導体を搬送可能に形成部と除去部とを接続する。接続部におけるＳｉＣ半導体を搬送させる領域は、大気から遮断され得る。
　本発明の他の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置は、Ｏプラズマを用いてＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、酸化膜を除去するための除去部とを備え、形成部と除去部とは同一である。
　本発明の一および他の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置によれば、Ｏプラズマを用いる形成部によって、安定な化合物であるＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を容易に形成できる。これにより、ＳｉＣ半導体の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを酸化膜に容易に取り込むことができる。除去部でこの酸化膜を除去することで、ＳｉＣ半導体の表面の不純物、パーティクルなどを除去することができる。
　また、形成部においてＳｉＣ半導体に酸化膜を形成した後、除去部において酸化膜を除去する間に、ＳｉＣ半導体が大気に曝されることを抑制できる。これにより、大気中の不純物がＳｉＣ半導体の表面に再付着することを抑制できる。
　したがって、本発明の一および他の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
　以上説明したように、本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法および洗浄装置によれば、Ｏプラズマを用いてＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成することにより、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置の模式図である。 本発明の実施の形態１において準備するＳｉＣ半導体を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１においてＳｉＣ半導体に酸化膜を形成した状態を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１において酸化膜を除去した状態を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置の模式図である。 本発明の実施の形態２における洗浄するＳｉＣ半導体を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法の一工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法の一工程を概略的に示す断面図である。 実施例で洗浄するエピタキシャルウエハを概略的に示す断面図である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置１０の模式図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置１０を説明する。
　図１に示すように、ＳｉＣ半導体の洗浄装置１０は、形成部１１と、除去部１２と、接続部１３とを備えている。形成部１１と除去部１２とは、接続部１３により接続されている。形成部１１、除去部１２および接続部１３の内部は大気から遮断されており、内部は互いに連通可能である。
　形成部１１は、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成する。形成部１１は、Ｏプラズマを用いて酸化膜を形成する。形成部１１としては、プラズマ発生装置などが用いられる。
　除去部１２は、形成部１１で形成した酸化膜を除去する。除去部１２は、たとえばプラズマ発生装置、ＨＦなどの酸化膜を還元可能な溶液を用いて酸化膜を除去する装置、熱分解装置などが用いられる。除去部１２は、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いて酸化膜を除去することが好ましい。
　形成部１１および除去部１２で用いるプラズマ発生装置は、特に限定されず、たとえば平行平板型ＲＩＥ（Reactive　Ion　Etching：反応性イオンエッチング）装置、ＩＣＰ（Inductive　Coupled　Plasma：誘導結合プラズマ）型ＲＩＥ装置、ＥＣＲ（Electron　Cyclotron　Resonance：電子サイクロトロン共鳴）型ＲＩＥ装置、ＳＷＰ（Surface　Wave　Plasma：表面波プラズマ）型ＲＩＥ装置、ＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition：化学蒸着）装置などが用いられる。
　接続部１３は、ＳｉＣ基板１を搬送可能に形成部１１と除去部１２とを接続する。接続部１３においてＳｉＣ基板１を搬送するための領域（内部空間）は、大気から遮断され得る。
　ここで、大気からの遮断（大気を遮断した雰囲気）とは、大気が混入しない雰囲気を意味し、たとえば真空中、または、不活性ガスや窒素ガスよりなる雰囲気である。具体的には、大気から遮断された雰囲気は、たとえば真空中、または、窒素（Ｎ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）、またはこれらの組み合わせからなるガスが充填された雰囲気である。
　本実施の形態では、接続部１３は、形成部１１の内部と除去部１２の内部とを連結している。接続部１３は、形成部１１から搬出されるＳｉＣ半導体を除去部１２へ搬送するための空間を内部に有する。つまり、接続部１３は、ＳｉＣ半導体を大気に曝さないように、形成部１１から除去部１２へ搬送するために設置されている。
　接続部１３は、内部でＳｉＣ基板１が搬送可能であるような大きさを有する。また接続部１３は、ＳｉＣ基板１をサセプタに載置した状態で搬送可能である大きさを有していてもよい。接続部１３は、たとえば形成部１１の出口と、除去部１２の入口とを連結するロ
ードロック室である。
　また、洗浄装置１０は、接続部１３の内部に配置されるとともに、ＳｉＣ半導体を形成部１１から除去部１２へ搬送するための第１の搬送部をさらに備えていてもよい。洗浄装置１０は、除去部１２で酸化膜を除去したＳｉＣ半導体を、洗浄装置１０の外部へ取り出すか、あるいは、半導体デバイスを構成する酸化膜を形成する酸化膜形成部へ大気から遮断された雰囲気内で搬送するための第２の搬送部をさらに備えていてもよい。第１の搬送部と第２の搬送部とは、同一であっても異なっていてもよい。
　また、洗浄装置１０は、形成部１１と接続部１３との間に配置され、かつ形成部１１の内部と接続部１３の内部とを遮断するための第１の遮断部をさらに備えていてもよい。また、洗浄装置１０は、除去部１２と接続部１３との間に配置され、かつ除去部１２の内部と接続部１３の内部とを遮断するための第２の遮断部をさらに備えていてもよい。遮断部は、たとえばそれぞれの連通部を塞ぐことが可能な弁や扉などを用いることができる。
　また、洗浄装置１０は、内部の雰囲気ガスを排出するための真空ポンプや、内部の雰囲気ガスを置換するための置換ガスボンベをさらに備えていてもよい。真空ポンプや置換ガスボンベは、形成部１１、除去部１２および接続部１３のそれぞれに接続されていてもよく、少なくともいずれか１つに接続されていてもよい。
　なお、洗浄装置１０は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
　また、図１では、接続部１３として形成部１１と除去部１２との間のみを連結する形状を示したが、特にこれに限定されない。接続部１３として、たとえば大気を遮断したチャンバを用い、このチャンバ内に形成部１１および除去部１２が配置されていてもよい。
　図２は、本発明の実施の形態１において準備するＳｉＣ半導体を概略的に示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法を示すフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態１においてＳｉＣ半導体に酸化膜を形成した状態を概略的に示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態１において酸化膜を除去した状態を概略的に示す断面図である。続いて、図１～図５を参照して、本発明の一実施の形態のＳｉＣ半導体の洗浄方法を説明する。本実施の形態では、ＳｉＣ半導体として、図２に示すＳｉＣ基板１を洗浄する方法を説明する。また、本実施の形態では、図１に示すＳｉＣ半導体の洗浄装置１０を用いる。
　図２および図３に示すように、まず、表面１ａを有するＳｉＣ基板１を準備する（ステップＳ１）。ＳｉＣ基板１は、特に限定されないが、たとえば以下の方法により準備することができる。
　具体的には、たとえば、ＨＶＰＥ（Hydride　Vapor　Phase　Epitaxy：ハイドライド気相成長）法、ＭＢＥ（Molecular　Beam　Epitaxy：分子線エピタキシ）法、ＯＭＶＰＥ（OrganoMetallic　Vapor　Phase　Epitaxy：有機金属気相成長）法、昇華法、ＣＶＤ法などの気相成長法、フラックス法、高窒素圧溶液法などの液相成長法などにより成長されたＳｉＣインゴットを準備する。その後、ＳｉＣインゴットから表面を有するＳｉＣ基板を切り出す。切り出す方法は特に限定されず、ＳｉＣインゴットからスライスなどによりＳｉＣ基板を切り出す。次いで、切り出したＳｉＣ基板の表面を研磨する。研磨する面は、表面のみでもよく、表面と反対側の裏面をさらに研磨してもよい。研磨する方法は特に限定されないが、表面を平坦にするとともに、傷などのダメージを低減するために、たとえばＣＭＰ（Chemical　Mechanical　Polishing：化学機械研磨）を採用する。ＣＭＰでは、研磨剤としてコロイダルシリカ、砥粒としてダイヤモンド、酸化クロム、固定剤として接着剤、ワックスなどを用いる。なお、ＣＭＰと併せて、あるいは代わりに、電界研磨法、化学研磨法、機械研磨法などの他の研磨をさらに行なってもよい。また研磨を省略してもよい。これにより、図２に示す表面１ａを有するＳｉＣ基板１を準備することができる。このようなＳｉＣ基板１として、たとえば導電型がｎ型であり、抵抗が０．０２Ωｃｍの基板を用いる。
　次に、図３および図４に示すように、ＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、Ｏプラズマによって、酸化膜３を形成する。本実施の形態のステップＳ２では、図１に示す洗浄装置１０の形成部１１で酸化膜３を形成する。
　ここで、Ｏプラズマとは、Ｏ元素を含むガスから生成されるプラズマを意味し、たとえばＯガスをプラズマ発生装置に供給することにより発生させることができる。「Ｏプラズマにより酸化膜３を形成する」とは、Ｏ元素を含むガスを用いたプラズマにより酸化膜３を形成することを意味する。言い換えると、Ｏ元素を含むガスから生成されるプラズマによって処理されることにより、酸化膜３を形成することを意味する。
　このステップＳ２では、２００℃以上７００℃以下で酸化膜３を形成することが好ましい。２００℃以上７００℃以下で酸化膜３を形成することは、たとえばＳｉＣ基板１の表面１ａと反対側の裏面を２００℃以上７００℃以下で加熱することで実現できる。２００℃以上７００℃以下で酸化膜３を形成する場合、スループットを向上して酸化膜３を形成することができる。また電力を低減できるので、コストを低減して酸化膜３を形成することができる。また均一に酸化膜３を形成できる。
　またこのステップＳ２では、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の雰囲気で酸化膜３を形成する。この場合、ＳｉＣ基板１の表面１ａとの反応性を高めることができる。
　ステップＳ２では、たとえば１分子層以上３０ｎｍ以下の厚みの酸化膜３を形成する。１分子層以上の厚みを有する酸化膜３を形成することで、表面１ａの不純物、パーティクルなどを酸化膜３に取り込むことができる。３０ｎｍ以下の酸化膜３を形成することで、後述するステップＳ３で酸化膜３は除去されやすくなる。
　このステップＳ２を実施すると、ＳｉＣ基板１の表面１ａに付着しているパーティクル、金属不純物などを酸化膜３の表面や内部に取り込むことができる。なお、酸化膜３は、たとえば酸化シリコンである。
　次に、図１を参照して、形成部１１で酸化膜３を形成したＳｉＣ基板１を、除去部１２へ搬送する。このとき、ＳｉＣ基板１は大気から遮断された雰囲気である接続部１３内で搬送される。言い換えると、酸化膜３を形成するステップＳ２と酸化膜３を除去するステップＳ３との間では、ＳｉＣ基板１は大気から遮断された雰囲気内に配置される。これにより、酸化膜３が形成された後に、ＳｉＣ基板１に大気に含まれる不純物が付着することを抑制できる。
　次に、図３および図５に示すように、酸化膜３を除去する（ステップＳ３）。本実施の形態のステップＳ３では、図１に示す洗浄装置１０の除去部１２で酸化膜３を除去する。
　酸化膜３の除去方法は、特に限定されず、たとえばハロゲンプラズマ、Ｈプラズマ、熱分解、ドライエッチング、ウエットエッチングなどを用いることができる。
　ハロゲンプラズマとは、ハロゲン元素を含むガスから生成されるプラズマを意味する。ハロゲン元素とは、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）およびヨウ素（Ｉ）である。「ハロゲンプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、ハロゲン元素を含むガスを用いたプラズマにより酸化膜３をエッチングすることを意味する。言い換えると、「ハロゲンプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、ハロゲン元素を含むガスから生成されるプラズマを用いた処理により、酸化膜３を除去することを意味する。
　ハロゲンプラズマとしては、Ｆプラズマを用いることが好ましい。Ｆプラズマとは、Ｆ元素を含むガスから生成されるプラズマを意味し、たとえば四フッ化炭素（ＣＦ4）、三
フッ化メタン（ＣＨＦ3）、フロン（Ｃ2Ｆ6）、六フッ化硫黄(ＳＦ6)、三フッ化窒素(Ｎ
Ｆ3)、二フッ化キセノン(ＸｅＦ2)、フッ素(Ｆ2)、および三フッ化塩素(ＣｌＦ3)の単独
ガスあるいは混合ガスをプラズマ発生装置に供給することにより発生させることができる。「Ｆプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、Ｆ元素を含むガスを用いたプラズマにより酸化膜３を除去することを意味する。言い換えると、「Ｆプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、Ｆ元素を含むガスから生成されるプラズマを用いた処理により、酸化膜３を除去することを意味する。
　Ｈプラズマとは、Ｈ元素を含むガスから生成されるプラズマを意味し、たとえばＨ2ガ
スをプラズマ発生装置に供給することにより発生させることができる。「Ｈプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、Ｈ元素を含むガスを用いたプラズマにより酸化膜３をエッチングすることを意味する。言い換えると、「Ｈプラズマにより酸化膜３を除去する」とは、Ｈ元素を含むガスから生成されるプラズマによって処理されることにより、酸化膜３を除去することを意味する。
　このステップＳ３でハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いる場合には、２０℃以上４００℃以下の温度で酸化膜３を除去することが好ましい。この場合、ＳｉＣ基板１へのダメージが低減できる。
　また、このステップＳ３でハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いる場合には、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で酸化膜３を除去することが好ましい。この場合、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマと、酸化膜３との反応性を高めることができるので、酸化膜３を容易に除去することができる。
　熱分解は、Ｏを含まない雰囲気で、１２００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で、酸化膜３を熱分解することが好ましい。１２００℃以上のＯを含まない雰囲気で酸化膜３を加熱すると、酸化膜３を容易に熱分解することができる。ＳｉＣの昇華温度以下にすることで、ＳｉＣ基板１の劣化を抑制できる。また、熱分解は、反応を促進できる観点から、減圧下で行なうことが好ましい。
　ドライエッチングは、たとえば１０００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で、水素（Ｈ2）
ガスおよび塩化水素（ＨＣｌ）ガスの少なくとも一方のガスを用いて、酸化膜３を除去する。１０００℃以上の水素ガスおよび塩化水素ガスは、酸化膜３を還元する効果が高い。酸化膜がＳｉＯxの場合、水素ガスはＳｉＯxをＨ2ＯとＳｉＨyとに分解し、塩化水素ガスはＳｉＯxをＨ2ＯとＳｉＣｌzとに分解する。ＳｉＣの昇華温度以下にすることで、エピ
タキシャルウエハ１００の劣化を抑制できる。また、ドライエッチングは、反応を促進できる観点から、減圧下で行なうことが好ましい。
　ウエットエッチングは、たとえばＨＦ、ＮＨ4Ｆ（フッ化アンモニウム）などの溶液を
用いて酸化膜３を除去する。ウエットエッチングは、ＨＦを用いることが好ましく、１％以上１０％以下の希ＨＦ（ＤＨＦ）を用いることがより好ましい。ＨＦを用いて除去する場合には、たとえば反応容器にＨＦを貯留させて、ＳｉＣ基板１をＨＦに浸漬させることで酸化膜３を除去することができる。
　ウエットエッチングなどの液相を用いたウエット洗浄をする場合には、ウエット洗浄後に、ＳｉＣ基板１の表面１ａを純水で洗浄してもよい（純水リンス工程）。純水は超純水であることが好ましい。純水に超音波を印加して洗浄してもよい。なお、この純水リンス工程は省略されてもよい。
　また、ウエット洗浄をする場合には、ＳｉＣ基板１の表面１ａを乾燥してもよい（乾燥工程）。乾燥する方法は特に限定されないが、たとえばスピンドライヤー等により乾燥する。なお、この乾燥工程は省略されてもよい。
　このステップＳ３を実施すると、ステップＳ２で不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜３を除去できるので、ステップＳ１で準備したＳｉＣ基板１の表面１ａに付着していた不純物、パーティクルなどを除去することができる。
　以上の工程（ステップＳ１～Ｓ３）を実施することにより、たとえば図５に示すように、不純物およびパーティクルが低減された表面２ａを有するＳｉＣ基板２を実現することができる。
　なお、上記ステップＳ２およびＳ３を繰り返してもよい。またステップＳ１後に必要に応じて、他の薬液での洗浄工程、純水リンス工程、乾燥工程などを追加して実施してもよい。他の薬液は、たとえば硫酸と過酸化水素水とを含むＳＰＭが挙げられる。ステップＳ２前にＳＰＭで洗浄する場合には有機物を除去することもできる。また、ステップＳ２前にＲＣＡ洗浄などを行なってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の洗浄方法は、ＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成する工程（ステップＳ２）と、酸化膜３を除去する工程（ステップＳ３）とを備え、酸化膜３を形成する工程（ステップＳ２）では、Ｏプラズマを用いる。
　本発明者は、上記特許文献１の洗浄方法をＳｉＣ半導体に適用すると、ＳｉＣはＳｉよりも熱的に安定な化合物であるので、ＳｉＣ半導体の表面が酸化されにくいことに着目した。つまり、上記特許文献１の洗浄方法は、Ｓｉの表面を酸化することはできるが、ＳｉＣの表面を十分に酸化できないので、ＳｉＣ半導体の表面を十分に洗浄することはできない。そこで、ＳｉＣ半導体の表面を酸化するために本発明者が鋭意研究した結果、Ｏプラズマを用いることにより活性Ｏを利用することで酸化膜３を容易に形成できることを見い出した。またＳｉＣは結晶的に丈夫であるので、Ｓｉ基板ではダメージが生じるＯプラズマを用いても、ＳｉＣ基板１にはダメージが生じにくい。このため、ステップＳ２において、表面１ａに付着していたチタン（Ｔｉ）などの金属不純物、パーティクルなどを酸化膜３に容易に取り込むことができる。ステップＳ３においてこの酸化膜３を除去することで、ＳｉＣ基板１の表面１ａの不純物、パーティクルなどを除去することができる。したがって、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄方法は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
　また、ステップＳ２において酸化膜３の形成をドライ雰囲気のＯプラズマにより行なっている。プラズマはクリーンであるので、環境にもやさしい。さらに、プラズマにより酸化膜３を形成する工程は、ウエット雰囲気（液相を含む雰囲気）で酸化膜を形成する場合と比較して水洗、乾燥などの後処理を省略できるので、ＳｉＣ基板１を簡便に洗浄できる。さらには、水洗の後処理の必要がなくなるので、ステップＳ３後のＳｉＣ基板２の表面２ａにウォーターマークが発生することを抑制できる。
　上記本実施の形態におけるＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の洗浄方法において好ましくは、酸化膜３を除去する工程（ステップＳ３）では、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いる。
　ハロゲンプラズマによる活性ハロゲンまたはＨプラズマによる活性Ｈを利用して酸化膜３を除去することで、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。このため、ＳｉＣ基板１の表面１ａに形成した酸化膜３を、面内バラツキを低減するように除去することができる。つまり、酸化膜３の膜質に影響されずに、均一性良く酸化膜３を除去できる。したがって、ＳｉＣ基板１の表面１ａの不純物、パーティクルなどを表面１ａの面内バラツキを低減するように除去することができる。また、ＳｉＣ基板１の表面１ａ上に形成した酸化膜３の局所的な残留も抑制できる。さらに、ＳｉＣ基板１面内の一部の領域のみエッチングが進行することを抑制できるので、ＳｉＣ基板１の表面１ａの局所的な凹みも抑制できる。よって、表面特性が良好になるように、ＳｉＣ基板１を洗浄することができる。
　本実施の形態におけるＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の洗浄方法において好ましくは、ＯプラズマでＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成し（ステップＳ２）、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマで酸化膜３を除去する（ステップＳ３）。これにより、ドライ雰囲気（気相中）でＳｉＣ基板１の表面１ａを洗浄することができる。ウエット雰囲気（液相を含む雰囲気）での洗浄は、洗浄に用いる液相、器具などに金属イオンが含まれている場合がある。また洗浄室からパーティクルが増加しやすい傾向にある。このため、ドライ雰囲気での洗浄は、ウエット雰囲気（液相を含む雰囲気）に比べて、表面の金属不純物およびパーティクルをより低減できる。
　本実施の形態におけるＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の洗浄装置１０は、Ｏプラズマを用いてＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成するための形成部１１と、酸化膜３を除去するための除去部１２と、ＳｉＣ基板１を搬送可能にするために形成部１１と除去部１２とを接続し、かつＳｉＣ基板１を搬送するための領域は大気の遮断が可能である接続部１３とを備えている。
　本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄装置１０によれば、Ｏプラズマによって、安定な化合物であるＳｉＣ半導体であるＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を容易に形成できる。これにより、表面１ａに付着していた不純物、パーティクルなどを酸化膜３に容易に取り込むことができる。この酸化膜３を除去することで、ＳｉＣ基板１の表面１ａの不純物、パーティクルなどを除去することができる。したがって、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄装置１０は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
　それに加えて、形成部１１においてＳｉＣ基板１に酸化膜３を形成した後、除去部１２において酸化膜３を除去する間に、ＳｉＣ基板１が大気に曝されることを抑制できる。これにより、大気中の不純物がＳｉＣ基板１の表面１ａに再付着することを抑制できる。したがって、ＳｉＣ基板１の表面特性が良好になるように洗浄することができる。
　（変形例）
　図６は、本発明の実施の形態１の変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置２０の模式図である。図６を参照して、本実施の形態の変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置２０を説明する。
　図６に示すように、変形例の洗浄装置２０は、チャンバ２１と、第１のガス供給部２２と、第２のガス供給部２３と、真空ポンプ２４とを備えている。第１のガス供給部２２、第２のガス供給部２３および真空ポンプ２４は、チャンバ２１と接続されている。
　チャンバ２１は、内部にＳｉＣ基板１を収容するプラズマ発生装置である。プラズマ発生装置としては、平行平板型ＲＩＥ装置、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置、ＥＣＲ型ＲＩＥ装置、ＳＷＰ型ＲＩＥ装置、ＣＶＤ装置などが用いられる。
　第１および第２のガス供給部２２、２３は、プラズマ発生源のガスをチャンバ２１に供給する。第１のガス供給部２２は、Ｏを含むガスを供給する。このため、第１のガス供給部２２は、チャンバ２１内でＯプラズマを発生することが可能であり、これによりＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成することができる。第２のガス供給部２３は、たとえばハロゲンまたはＨを含むガスを供給する。このため、第２のガス供給部２３は、チャンバ２１内でハロゲンプラズマまたはＨプラズマを発生することが可能であり、これによりＳｉＣ基板１の表面１ａに形成された酸化膜３を除去することができる。
　真空ポンプ２４は、チャンバ２１の内部を真空にする。このため、ＯプラズマによりＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成した後に、チャンバ２１の内部を真空にして、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマにより酸化膜３を除去することができる。なお、真空ポンプ２４は省略されてもよい。
　なお、図６に示す洗浄装置は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
　以上説明したように、本実施の形態の変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置２０は、Ｏプラズマを用いて、ＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成するための形成部と、酸化膜３を除去するための除去部とを備え、形成部と除去部とが同一（チャンバ２１）である。すなわち、洗浄装置２０において、形成部と除去部とは兼用される。
　変形例におけるＳｉＣ半導体としてのＳｉＣ基板１の洗浄装置２０によれば、Ｏプラズマによって、安定な化合物であるＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を容易に形成できる。これにより、表面１ａに付着していた不純物、パーティクルなどを酸化膜３に容易に取り込むことができる。この酸化膜３を除去することで、ＳｉＣ基板１の表面１ａの不純物、パーティクルなどを除去することができる。したがって、変形例におけるＳｉＣ基板１の洗浄装置２０は、ＳｉＣ半導体に対する洗浄効果を発現できる。
　それに加えて、形成部においてＳｉＣ基板１に酸化膜３を形成した後、除去部において酸化膜３を除去する間に、ＳｉＣ基板１を搬送する必要がないので、ＳｉＣ基板１は大気に曝されない。言い換えると、酸化膜３を形成するステップＳ２と酸化膜３を除去するステップＳ３との間では、ＳｉＣ基板は大気から遮断された雰囲気内に配置される。これにより、ＳｉＣ基板１の洗浄中に大気中の不純物がＳｉＣ基板１の表面１ａに再付着することを抑制できる。また、コンタミなどの増加も抑制できる。したがって、ＳｉＣ基板１の表面特性を良好に洗浄することができる。
　（実施の形態２）
　図７は、本発明の実施の形態２における洗浄するＳｉＣ半導体を概略的に示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法を示すフローチャートである。図９～図１１は、本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法の一工程を概略的に示す断面図である。図２、図４、図５、図７～図１１を参照して、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体の洗浄方法について説明する。本実施の形態では、ＳｉＣ半導体として、図７に示すように、ＳｉＣ基板２と、ＳｉＣ基板２上に形成されたエピタキシャル層１２０とを含むエピタキシャルウエハ１００を洗浄する方法を説明する。
　まず、図２および図８に示すように、ＳｉＣ基板１を準備する（ステップＳ１）。ステップＳ１は、実施の形態１と同様であるため、その説明は繰り返さない。
　次に、図４および図８に示すように、ＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成し（ステップＳ２）、その後、図５および図８に示すように、酸化膜３を除去する（ステップＳ３）。ステップＳ２およびＳ３は実施の形態１と同様であるため、その説明は繰り返さない。これにより、ＳｉＣ基板１の表面１ａを洗浄することができ、不純物およびパーティクルが低減された表面２ａを有するＳｉＣ基板２を準備できる。なお、ＳｉＣ基板１の表面１ａの洗浄は省略されてもよい。
　次に、図７～図９に示すように、ＳｉＣ基板２の表面２ａ上に、気相成長法、液相成長法などにより、エピタキシャル層１２０を形成する（ステップＳ４）。本実施の形態では、たとえば以下のようにエピタキシャル層１２０を形成する。
　具体的には、図９に示すように、ＳｉＣ基板２の表面２ａ上に、バッファ層１２１を形成する。バッファ層１２１は、たとえば導電型がｎ型のＳｉＣからなり、たとえば厚さが０．５μｍのエピタキシャル層である。またバッファ層１２１における導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０17ｃｍ-3である。
　その後、図９に示すように、バッファ層１２１上に耐圧保持層１２２を形成する。耐圧保持層１２２として、気相成長法、液相成長法などにより、導電型がｎ型のＳｉＣからなる層を形成する。耐圧保持層１２２の厚さは、たとえば１５μｍである。また耐圧保持層１２２におけるｎ型の導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０15ｃｍ-3である。
　次に、図７および図８に示すように、エピタキシャル層１２０にイオン注入する（ステップＳ５）。本実施の形態では、図７に示すように、ｐ型ウエル領域１２３と、ｎ+ソー
ス領域１２４と、ｐ+コンタクト領域１２５とを、以下のように形成する。まず導電型が
ｐ型の不純物を耐圧保持層１２２の一部に選択的に注入することで、ウエル領域１２３を形成する。その後、ｎ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってソース領域１２４を形成し、また導電型がｐ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってコンタクト領域１２５を形成する。なお不純物の選択的な注入は、たとえば酸化膜からなるマスクを用いて行われる。このマスクは、不純物の注入後にそれぞれ除去される。
　このような注入工程の後、活性化アニール処理が行われてもよい。たとえば、アルゴン雰囲気中、加熱温度１７００℃で３０分間のアニールが行われる。
　これらの工程により、図７に示すように、ＳｉＣ基板２と、ＳｉＣ基板２上に形成されたエピタキシャル層１２０とを備えたエピタキシャルウエハ１００を準備することができる。
　次に、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａを洗浄する。具体的には、図８および図１０に示すように、Ｏプラズマを用いて、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに、酸化膜３を形成する（ステップＳ２）。
　このステップＳ２は、実施の形態１におけるＳｉＣ基板１の表面１ａ上に酸化膜３を形成するステップＳ２と同様である。ただし、ステップＳ５でエピタキシャルウエハにイオン注入することにより表面１００ａがダメージを受けた場合、このダメージ層を除去する目的で、ダメージ層を酸化してもよい。この場合、たとえば、表面１００ａからＳｉＣ基板２に向けて１０ｎｍ超えて１００ｎｍ以下酸化する。
　次に、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａ上に形成された酸化膜３を除去する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、実施の形態１におけるＳｉＣ基板１の表面１ａ上に形成した酸化膜３を除去するステップＳ３と同様であるので、その説明は繰り返さない。
　以上の工程（Ｓ１～Ｓ５）を実施することにより、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに付着していた不純物、パーティクルなどを洗浄することができる。なお、ステップＳ２およびステップＳ３を繰り返し行なってもよいこと、他の洗浄工程をさらに含んでもよいことは、実施の形態１と同様である。これにより、たとえば図１１に示すように、不純物およびパーティクルが低減された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を実現することができる。
　なお、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハ１００を洗浄する際には、図１に示す洗浄装置１０および図６に示す洗浄装置２０のいずれを用いてもよい。図１に示す洗浄装置１０を用いる場合には、洗浄装置１０の接続部１３においては、酸化膜３が形成されたエピタキシャルウエハ１００が搬送される。このため、接続部１３は、エピタキシャルウエハ１００またはエピタキシャルウエハ１００が載置されたサセプタが搬送可能な形状を有している。
　以上説明したように、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハ１００の洗浄方法によれば、ＳｉＣは結晶的に丈夫であるので、Ｓｉではダメージにより採用することができないＯプラズマによって、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに酸化膜３を形成している。Ｏプラズマによる活性Ｏを利用することで、酸化膜３を容易に形成できる。このため、表面１００ａに付着していた不純物、パーティクルなどを酸化膜３に容易に取り込むことができる。この酸化膜３を除去することで、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａの不純物、パーティクルなどを除去することができる。また、ＳｉＣ半導体は、安定な化合物であるので、Ｏプラズマを用いても、エピタキシャルウエハ１００へのダメージが少ない。よって、本実施の形態における洗浄方法は、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに対する洗浄効果を発現できる。
　本実施の形態のＳｉＣ半導体としてのエピタキシャルウエハ１００の洗浄方法を実施することにより、図１１に示すように、不純物、パーティクルなどを低減した表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を製造できる。この表面１０１ａ上にゲート酸化膜などの半導体デバイスを構成する絶縁膜を形成して半導体デバイスを作製すると、絶縁膜の特性を向上できるとともに、表面１０１ａと絶縁膜との界面、および絶縁膜中に存在する不純物、パーティクルなどを低減することができる。したがって、半導体デバイスの逆方向電圧印加時の耐圧を向上できるとともに、順方向電圧印加時の動作の安定性および長期信頼性を向上することができる。よって、本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法は、ゲート酸化膜形成前のエピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに特に好適に用いられる。
　なお、本実施の形態の洗浄方法により洗浄したエピタキシャルウエハ１０１は、洗浄した表面１０１ａに絶縁膜を形成することで絶縁膜の特性を向上できるので、絶縁膜を有する半導体デバイスに好適に用いることができる。したがって、本実施の形態で洗浄したエピタキシャルウエハ１０１は、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Insulated　Gate　Bipolar　Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの絶縁ゲート型電界効果部を有する半導体デバイスや、ＪＦＥＴ（Junction　Field-Effect　Transistor：接合電界効果トランジスタ）などに好適に用いることができる。
　ここで、実施の形態１では、ＳｉＣ基板１の表面１ａを洗浄する方法について説明した。実施の形態２では、ＳｉＣ基板２と、ＳｉＣ基板２上に形成されたＳｉＣエピタキシャル層１２０とを備え、ＳｉＣエピタキシャル層１２０はイオン注入された表面１００ａを有するエピタキシャルウエハ１００の表面１００ａを洗浄する方法について説明した。しかし、本発明の洗浄方法は、イオン注入されていない表面を有するＳｉＣエピタキシャル層にも適用することができる。また、エピタキシャルウエハ１００を洗浄する場合には、エピタキシャルウエハ１００を構成するＳｉＣ基板２の表面２ａまたは、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａの少なくとも一方を洗浄してもよい。つまり、本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法は、（ｉ）ＳｉＣ基板を洗浄する場合と、（ｉｉ）ＳｉＣ基板と、ＳｉＣ基板上に形成されたＳｉＣエピタキシャル層とを有する、エピタキシャルウエハを洗浄する場合とを含み、（ｉｉ）のＳｉＣエピタキシャル層は、表面からイオン注入されたものと、イオン注入されていないものとを含む。
　本実施例では、ＳｉＣ半導体として、図１２に示すエピタキシャルウエハ１３０を洗浄することで、Ｏプラズマを用いて酸化膜を形成することの効果について調べた。なお、図１２は、実施例で洗浄するエピタキシャルウエハ１３０を概略的に示す断面図である。
　（本発明例１）
　具体的には、まず、ＳｉＣ基板２として、表面２ａを有する４Ｈ－ＳｉＣ基板を準備した（ステップＳ１）。
　次に、エピタキシャル層１２０を構成する層として、１０μｍの厚みを有し、１×１０16ｃｍ-3の不純物濃度を有するｐ型ＳｉＣ層１３１をＣＶＤ法により成長した（ステップＳ４）。
　次に、ＳｉＯ2をマスクとして用いて、リン（Ｐ）をｎ型不純物として１×１０19ｃｍ-3の不純物濃度を有するソース領域１２４およびドレイン領域１２９を形成した。また、アルミニウム（Ａｌ）をｐ型不純物として１×１０19ｃｍ-3の不純物濃度を有するコンタクト領域１２５を形成した（ステップＳ５）。なお、各々のイオン注入をした後には、マスクを除去した。
　次に、活性化アニール処理を行なった。この活性化アニール処理としては、Ａｒガスを雰囲気ガスとして用いて、加熱温度１７００～１８００℃、加熱時間３０分と条件とした。これにより、表面１３０ａを有するエピタキシャルウエハ１３０を準備した。
　続いて、図１に示す洗浄装置１０を用いて、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。
　詳細には、Ｏプラズマを用いて、準備したエピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａに酸化膜を形成した（ステップＳ２）。このステップＳ２では、形成部１１として平行平板型ＲＩＥを用い、形成部１１の内部にエピタキシャルウエハ１３０を配置し、以下の条件でＯプラズマを行なった。Ｏ2ガスを５０ｓｃｃｍで供給し、形成部１１内の雰囲気の圧力が１．０Ｐａで、エピタキシャルウエハ１３０におけるＳｉＣ基板２の裏面の加熱温度を４００℃とし、５００Ｗの電力（パワー）を印加した状態で、酸化膜を形成した。これにより、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａに１ｎｍの厚みの酸化膜を形成できたことを確認した。
　次に、形成部１１で酸化膜を形成したエピタキシャルウエハ１３０を、除去部１２へ搬送した。このとき、エピタキシャルウエハ１３０は大気から遮断された雰囲気である接続部１３内で搬送された。
　次に、ＨＦを用いて酸化膜を除去した（ステップＳ３）。このステップＳ３では、除去部１２内にＨＦを貯留させて、エピタキシャルウエハ１３０をＨＦに浸漬させることで酸化膜３を除去した。これにより、ステップＳ２で形成した酸化膜が除去できたことを確認した。
　その後、洗浄装置１０からエピタキシャルウエハ１３０を取り出し、エピタキシャルウエハ１３０の表面を純水で洗浄した（純水リンス工程）。次いで、スピン法にてエピタキシャルウエハ１３０を乾燥した（乾燥工程）。
　次に、上述したＯプラズマを用いて酸化膜を形成するステップＳ２、酸化膜を除去するステップＳ３、純水リンス工程および乾燥工程を繰り返した。
　以上の工程（ステップＳ１～Ｓ５）により、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。本発明例１の洗浄後の表面は、洗浄前の表面１３０ａよりも不純物およびパーティクルが低減されていた。
　（本発明例２）
　本発明例２は、まず、本発明例１と同様の図１２に示すエピタキシャルウエハ１３０を準備した。
　次に、エピタキシャルウエハ１３０を洗浄した。本発明例２のエピタキシャルウエハ１３０の洗浄方法は、基本的には本発明例１のエピタキシャルウエハ１３０の洗浄方法と同様であったが、酸化膜を除去するステップＳ３においてＨＦの代わりにＦプラズマを用いた点、および、図１に示す洗浄装置１０の代わりに図６に示す洗浄装置２０を用いた点において異なっていた。
　具体的には、本発明例２では、図６に示す平行平板型ＲＩＥの洗浄装置２０を用い、Ｏプラズマを用いて、酸化膜を形成した（ステップＳ２）。このステップＳ２では、図６に示すチャンバ２１の内部にエピタキシャルウエハ１３０を配置し、本発明例１と同様の条件でＯプラズマを発生させた。具体的には、第１のガス供給部２２からＯ2ガスを５０ｓ
ｃｃｍで供給し、チャンバ２１内の雰囲気の圧力が１．０Ｐａで、エピタキシャルウエハ１３０におけるＳｉＣ基板２の裏面の加熱温度を４００℃とし、５００Ｗの電力（パワー）を印加した状態で、酸化膜を形成した。これにより、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａに１ｎｍの厚みの酸化膜を形成できたことを確認した。
　次に、チャンバ２１内にエピタキシャルウエハ１３０を配置した状態で、Ｆプラズマを用いて、酸化膜を除去した（ステップＳ３）。このステップＳ３では、第１のガス供給部２２からＯを供給することを停止し、第２のガス供給部２３からＦ2ガスを３０ｓｃｃｍ
で供給し、チャンバ２１内の雰囲気の圧力が１．０Ｐａで、エピタキシャルウエハ１３０におけるＳｉＣ基板２の裏面の加熱温度を４００℃とし、３００Ｗの電力（パワー）を印加した状態で、酸化膜を除去した。これにより、ステップＳ２で形成した酸化膜が除去できたことを確認した。また、ステップＳ２で形成した酸化膜が、本発明例１よりも均一に（面内バラツキを低減して）除去できたことを確認した。
　以上の工程（ステップＳ１～Ｓ５）により、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。本発明例２の洗浄後の表面は、洗浄前の表面１３０ａよりも不純物およびパーティクルが低減されていた。また、洗浄後の表面は、酸化膜が局所的に残留していなかった。
　以上より、本実施例によれば、Ｏプラズマを用いてＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成し、かつこの酸化膜を除去することにより、ＳｉＣ半導体の洗浄効果を発現できることがわかった。
　また、Ｆプラズマを用いてＳｉＣ半導体の表面に形成された酸化膜を除去することにより、表面に付着していた不純物、パーティクルなどを、面内バラツキを低減するように除去できるため、ＳｉＣ半導体の表面特性を良好にして洗浄できることがわかった。
　以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、各実施の形態および実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１，２　ＳｉＣ基板、１ａ、２ａ，１００ａ，１０１ａ，１３０ａ　表面、３　酸化膜、１０，２０　洗浄装置、１１　形成部、１２　除去部、１３　接続部、２１　チャンバ、２２　第１のガス供給部、２３　第２のガス供給部、２４　真空ポンプ、１００，１０１，１３０　エピタキシャルウエハ、１２０　エピタキシャル層、１２１　バッファ層、１２２　耐圧保持層、１２３　ウエル領域、１２４　ソース領域、１２５　コンタクト領域、１２９　ドレイン領域、１３１　ｐ型ＳｉＣ層。

Claims (7)

  1. 　炭化珪素半導体（１）の表面に酸化膜（３）を形成する工程と、
    　前記酸化膜（３）を除去する工程とを備え、
    　前記酸化膜（３）を形成する工程では、酸素プラズマを用いる、炭化珪素半導体の洗浄方法。
  2. 　前記酸化膜（３）を形成する工程では、前記酸化膜（３）の形成を２００℃以上７００℃以下の温度で行なう、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
  3. 　前記酸化膜（３）を形成する工程では、前記酸化膜（３）の形成を０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
  4. 　前記酸化膜（３）を除去する工程では、フッ化水素を用いる、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
  5. 　前記酸化膜（３）を形成する工程と前記酸化膜（３）を除去する工程との間では、前記炭化珪素半導体（１）は大気から遮断された雰囲気内に配置される、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
  6. 　酸素プラズマを用いて、炭化珪素半導体（１）の表面に酸化膜（３）を形成するための形成部（１１）と、
    　前記酸化膜（３）を除去するための除去部（１２）と、
    　前記炭化珪素半導体（１）を搬送することができるように前記形成部（１１）と前記除去部（１２）とを接続する接続部（１３）とを備え、
    　前記接続部（１３）における前記炭化珪素半導体（１）を搬送するための領域は、大気から遮断され得る、炭化珪素半導体の洗浄装置。
  7. 　酸素プラズマを用いて、炭化珪素半導体（１）の表面に酸化膜（３）を形成するための形成部（１１）と、
    　前記酸化膜（３）を除去するための除去部（１２）とを備え、
    　前記形成部（１１）と前記除去部（１２）とは同一である、炭化珪素半導体の洗浄装置。
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