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
【課題】表面特性が良好になるようにＳｉＣ半導体を洗浄する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。
【解決手段】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（ステップＳ２）と、酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）とを備え、酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）では、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマによって、酸化膜を除去する。酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）では、ハロゲンプラズマとしてフッ素プラズマを用いることが好ましい。
【解決手段】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（ステップＳ２）と、酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）とを備え、酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）では、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマによって、酸化膜を除去する。酸化膜を除去する工程（ステップＳ３）では、ハロゲンプラズマとしてフッ素プラズマを用いることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）に開示の技術が挙げられる。この特許文献１の半導体基板の洗浄方法は、以下のように行なうことが開示されている。まず、シリコン（Ｓｉ）基板をオゾンを含む超純水で洗浄して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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。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。
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示の洗浄方法をＳｉＣ半導体へ適用するべく、ＳｉＣ半導体上にＳｉ酸化膜を形成し、Ｓｉ酸化膜を希フッ酸水溶液で洗浄すると、面方位によるＳｉ酸化膜の膜質により、ＳｉＣ半導体の面内でエッチングレートに差が生じることを本発明者は見い出した。ＳｉＣ半導体においてＳｉ酸化膜除去の面内バラツキが生じると、Ｓｉ酸化膜が残るなど洗浄が不十分な領域が生じる場合がある。Ｓｉ酸化膜がすべて除去された場合であっても、ＳｉＣ半導体面内の一部の領域のみエッチングが進行することで、ＳｉＣ半導体の表面特性にバラツキが生じる。このため、洗浄後のＳｉＣ半導体の表面特性を良好にできない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、表面特性が良好になるようにＳｉＣ半導体を洗浄する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、酸化膜を除去する工程では、ハロゲンプラズマまたは水素（Ｈ）プラズマによって、酸化膜を除去する。
【０００８】
本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法によれば、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成することにより、表面に付着していた不純物、パーティクルなどを取り込んで酸化膜を形成することができる。この酸化膜を、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって除去しているので、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半導体の表面に形成した酸化膜を面内バラツキを低減して除去することができる。したがって、ＳｉＣ半導体の表面の不純物、パーティクルなどを面内バラツキを低減して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、ハロゲン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、表面特性が良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【０００９】
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、ハロゲンプラズマとしてフッ素（Ｆ）プラズマを用いる。
【００１０】
Ｆプラズマは、エッチング効率が高く、金属汚染の可能性が低い。このため、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１１】
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、２０℃以上４００℃以下の温度で行なう。
【００１２】
これにより、ＳｉＣ半導体へのダメージが低減できる。
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、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう。
【００１３】
これにより、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマと、酸化膜との反応性を高めることができるので、酸化膜を容易に除去することができる。
【００１４】
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、酸素（Ｏ）プラズマを用いる。
【００１５】
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取り込んで酸化膜を容易に形成することができる。ハロゲンプラズマ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、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、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１６】
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半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【００１７】
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、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１８】
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、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成する。除去部は、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。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、大気の遮断が可能である。
【００１９】
本発明の他の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置は、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、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ための除去部とを備え、形成部と除去部とは同一である。
【００２０】
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、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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、ＳｉＣ半導体の表面に形成した酸化膜を面内バラツキを低減して除去することができる。したがって、表面特性が良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、表面に形成した酸化膜をハロゲンプラズマまたはＨプラズマで除去することにより、表面特性が良好になるようにＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】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】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】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】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。
【図６】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。
【図７】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】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】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１０】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１１】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１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（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半導体の洗浄装置を説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、たとえばプラズマ発生装置、オゾン水などのＯを含む溶液を用いて酸化膜を形成する装置などが用いられる。
【００２７】
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、プラズマ発生装置が用いられる。除去部１２は、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて酸化膜を除去する。
【００２８】
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。
【００２９】
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を搬送させる領域（内部空間）は、大気の遮断が可能である。
【００３０】
ここで、大気の遮断（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、大気を遮断した雰囲気は、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。
【００３１】
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半導体を大気に開放しないように、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、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を遮断した雰囲気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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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）。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。
【００４２】
酸化膜３の形成方法は、特に限定されず、たとえばＯを含む溶液、Ｏプラズマ、Ｏガスを含む雰囲気での熱酸化などを用いてＳｉＣ基板１の表面１ａを酸化する方法が挙げられる。
【００４３】
Ｏを含む溶液は、たとえばオゾン水が挙げられる。ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば３０ｐｐｍ以上の濃度を有するオゾン水を用いることが好ましい。この場合、オゾンの分解を抑制できるとともに、表面１ａとオゾンとの反応速度を高めることができるので、表面１ａに酸化膜３を容易に形成することができる。
【００４４】
また、Ｏガスを含む熱酸化は、ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば７００℃以上の温度のドライ雰囲気で行なうことが好ましい。なお、ドライ雰囲気とは、気相中で酸化膜３を形成することを意味し、意図しない液相成分を含んでいてもよい。
【００４５】
また、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。
【００４６】
ステップＳ２でＯプラズマを用いる場合には、２００℃以上７００℃以下で酸化膜３を形成することが好ましい。この場合、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、均一に酸化膜を形成できる。
【００４７】
ステップＳ２でＯプラズマを用いる場合には、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の雰囲気で酸化膜を形成する。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。
【００４８】
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に取り込むことができる。３０ｎｍ以下の酸化膜を形成することで、後述するステップＳ３で酸化膜３は除去されやすくなる。
【００４９】
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。なお、酸化膜３は、たとえば酸化シリコンである。
【００５０】
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は大気が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は大気が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。
【００５１】
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）。このステップＳ３では、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、酸化膜３を除去する。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。
【００５２】
ここで、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、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。
【００５３】
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。ここで、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(ＮＦ3)、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をエッチングすることを意味する。言い換えると、Ｆ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。
【００５４】
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。
【００５５】
このステップＳ３では、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。
【００５６】
また、このステップＳ３では、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、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プラズマによって、酸化膜３を除去する。
【００６１】
ステップＳ２においてＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成することにより、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取り込んで酸化膜３を形成することができる。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を利用することで酸化膜３を除去しているので、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して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面内バラツキを低減して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。
【００６２】
また、ＳｉＣ基板は化学的に安定していることに本発明者は着目して、Ｓｉ基板ではダメージが生じるハロゲンプラズマまたはＨプラズマによる酸化膜３の除去方法をＳｉＣ基板に適用しても、ＳｉＣ基板１にはダメージが生じにくいことを見い出した。このため、ステップＳ３においてハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いても、ＳｉＣ基板１へ与えるダメージは少ない。
【００６３】
したがって、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄方法によれば、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して除去できるとともに、洗浄によるダメージが少ない。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。
【００６４】
また、ステップＳ３において酸化膜３の除去をドライ雰囲気のハロゲンプラズマまたはＨ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、プラズマによるエッチング工程は、ウエット雰囲気（液相を含む雰囲気）での洗浄と比較して水洗、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。
【００６５】
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を形成する工程（ステップＳ２）では、Ｏプラズマを用いる。
【００６６】
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、Ｏプラズマを用いても、ＳｉＣ基板１へのダメージが少ない。したがって、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ基板１を洗浄することができる。
【００６７】
また、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）ことにより、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。
【００６８】
本発明の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、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、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いて酸化膜３を除去するための除去部１２と、ＳｉＣ基板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を搬送させる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。
【００６９】
本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄装置１０によれば、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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜３を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、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して除去することができる。したがって、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。
【００７０】
（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半導体の洗浄装置を説明する。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、たとえば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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
以上より、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、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、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いて酸化膜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。
【００７７】
変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置２０によれば、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基板は大気が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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜３を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、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して除去することができる。したがって、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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、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）。
【００８８】
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Ｏプラズマや１１００℃以上での熱酸化により、表面１００ａからＳｉＣ基板２に向けて１０ｎｍ超えて１００ｎｍ以下酸化する。
【００８９】
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をハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって除去する（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。
【００９０】
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。
【００９１】
なお、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハを洗浄する際には、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である。
【００９２】
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ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、酸化膜３を除去している。ハロゲンプラズマおよびＨプラズマはクリーンで均一性が高いため、面方位による異方性の影響を低減して、酸化膜３を除去することができる。したがって、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａの特性が良好になるように洗浄することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
なお、本実施の形態の洗浄方法で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。
【００９５】
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。
【実施例】
【００９６】
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を洗浄して、ハロゲンプラズマを用いて酸化膜を除去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。
【００９７】
（本発明例１）
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）。
【００９８】
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）。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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６に示す洗浄装置２０を用いて、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。
【０１０２】
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に示す平行平板型ＲＩＥの洗浄装置２０を用い、チャンバ２１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。第１のガス供給部２２からＯ2ガスを５０ｓｃｃｍ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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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の洗浄後のエピタキシャルウエハ１３０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、本発明例１の洗浄後のエピタキシャルウエハ１３０の表面は、酸化膜が局所的に残留していなかった。
【０１０５】
（比較例１）
比較例１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。
【０１０６】
次に、エピタキシャルウエハ１３０を洗浄した。比較例１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Ｆプラズマの代わりにＨＦを用いた点、および、図６に示す洗浄装置２０の代わりに図１に示す洗浄装置１０を用いた点において異なっていた。
【０１０７】
具体的には、比較例１では、図１に示す洗浄装置２０において、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、本発明例１と同様の以下の条件で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。
【０１０８】
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は大気が遮断された雰囲気である接続部１３内で搬送された。
【０１０９】
次に、ＨＦを用いて酸化膜を除去した。この工程では、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。
【０１１０】
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）。
【０１１１】
次に、上述したＯプラズマを用いて酸化膜を形成する工程（ステップＳ２）、ＨＦを用いて酸化膜を除去する工程、純水リンス工程および乾燥工程を繰り返した。
【０１１２】
以上の工程により、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。比較例１では、ステップＳ２で形成した酸化膜を、本発明例１よりも均一に（面内バラツキを低減して）除去できなかった。これは、比較例１ではＨＦを用いて酸化膜を除去したので、面方位による酸化膜の膜質により、エピタキシャルウエハ１３０の面内でエッチングレートに差に起因して酸化膜除去の面内バラツキが生じたためと考えられる。
【０１１３】
以上より、本実施例によれば、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成し、かつこの酸化膜をハロゲンプラズマを用いて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して除去できるため、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。
【０１１４】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【０１１５】
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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）に開示の技術が挙げられる。この特許文献１の半導体基板の洗浄方法は、以下のように行なうことが開示されている。まず、シリコン（Ｓｉ）基板をオゾンを含む超純水で洗浄して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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。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。
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示の洗浄方法をＳｉＣ半導体へ適用するべく、ＳｉＣ半導体上にＳｉ酸化膜を形成し、Ｓｉ酸化膜を希フッ酸水溶液で洗浄すると、面方位によるＳｉ酸化膜の膜質により、ＳｉＣ半導体の面内でエッチングレートに差が生じることを本発明者は見い出した。ＳｉＣ半導体においてＳｉ酸化膜除去の面内バラツキが生じると、Ｓｉ酸化膜が残るなど洗浄が不十分な領域が生じる場合がある。Ｓｉ酸化膜がすべて除去された場合であっても、ＳｉＣ半導体面内の一部の領域のみエッチングが進行することで、ＳｉＣ半導体の表面特性にバラツキが生じる。このため、洗浄後のＳｉＣ半導体の表面特性を良好にできない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、表面特性が良好になるようにＳｉＣ半導体を洗浄する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、酸化膜を除去する工程では、ハロゲンプラズマまたは水素（Ｈ）プラズマによって、酸化膜を除去する。
【０００８】
本発明のＳｉＣ半導体の洗浄方法によれば、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成することにより、表面に付着していた不純物、パーティクルなどを取り込んで酸化膜を形成することができる。この酸化膜を、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって除去しているので、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半導体の表面に形成した酸化膜を面内バラツキを低減して除去することができる。したがって、ＳｉＣ半導体の表面の不純物、パーティクルなどを面内バラツキを低減して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、ハロゲン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、表面特性が良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【０００９】
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、ハロゲンプラズマとしてフッ素（Ｆ）プラズマを用いる。
【００１０】
Ｆプラズマは、エッチング効率が高く、金属汚染の可能性が低い。このため、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１１】
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、２０℃以上４００℃以下の温度で行なう。
【００１２】
これにより、ＳｉＣ半導体へのダメージが低減できる。
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、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう。
【００１３】
これにより、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマと、酸化膜との反応性を高めることができるので、酸化膜を容易に除去することができる。
【００１４】
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、酸素（Ｏ）プラズマを用いる。
【００１５】
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取り込んで酸化膜を容易に形成することができる。ハロゲンプラズマ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、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、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１６】
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半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【００１７】
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、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【００１８】
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、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成する。除去部は、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。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、大気の遮断が可能である。
【００１９】
本発明の他の局面におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置は、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、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ための除去部とを備え、形成部と除去部とは同一である。
【００２０】
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、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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、ＳｉＣ半導体の表面に形成した酸化膜を面内バラツキを低減して除去することができる。したがって、表面特性が良好になるように、ＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、表面に形成した酸化膜をハロゲンプラズマまたはＨプラズマで除去することにより、表面特性が良好になるようにＳｉＣ半導体を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】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】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】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】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。
【図６】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。
【図７】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】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】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１０】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１１】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１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（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半導体の洗浄装置を説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、たとえばプラズマ発生装置、オゾン水などのＯを含む溶液を用いて酸化膜を形成する装置などが用いられる。
【００２７】
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、プラズマ発生装置が用いられる。除去部１２は、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて酸化膜を除去する。
【００２８】
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。
【００２９】
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を搬送させる領域（内部空間）は、大気の遮断が可能である。
【００３０】
ここで、大気の遮断（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、大気を遮断した雰囲気は、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。
【００３１】
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半導体を大気に開放しないように、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、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を遮断した雰囲気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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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）。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。
【００４２】
酸化膜３の形成方法は、特に限定されず、たとえばＯを含む溶液、Ｏプラズマ、Ｏガスを含む雰囲気での熱酸化などを用いてＳｉＣ基板１の表面１ａを酸化する方法が挙げられる。
【００４３】
Ｏを含む溶液は、たとえばオゾン水が挙げられる。ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば３０ｐｐｍ以上の濃度を有するオゾン水を用いることが好ましい。この場合、オゾンの分解を抑制できるとともに、表面１ａとオゾンとの反応速度を高めることができるので、表面１ａに酸化膜３を容易に形成することができる。
【００４４】
また、Ｏガスを含む熱酸化は、ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば７００℃以上の温度のドライ雰囲気で行なうことが好ましい。なお、ドライ雰囲気とは、気相中で酸化膜３を形成することを意味し、意図しない液相成分を含んでいてもよい。
【００４５】
また、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。
【００４６】
ステップＳ２でＯプラズマを用いる場合には、２００℃以上７００℃以下で酸化膜３を形成することが好ましい。この場合、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、均一に酸化膜を形成できる。
【００４７】
ステップＳ２でＯプラズマを用いる場合には、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の雰囲気で酸化膜を形成する。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。
【００４８】
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に取り込むことができる。３０ｎｍ以下の酸化膜を形成することで、後述するステップＳ３で酸化膜３は除去されやすくなる。
【００４９】
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。なお、酸化膜３は、たとえば酸化シリコンである。
【００５０】
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は大気が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は大気が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。
【００５１】
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）。このステップＳ３では、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、酸化膜３を除去する。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。
【００５２】
ここで、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、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。
【００５３】
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。ここで、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(ＮＦ3)、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をエッチングすることを意味する。言い換えると、Ｆ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。
【００５４】
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。
【００５５】
このステップＳ３では、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。
【００５６】
また、このステップＳ３では、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、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プラズマによって、酸化膜３を除去する。
【００６１】
ステップＳ２においてＳｉＣ基板１の表面１ａに酸化膜３を形成することにより、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取り込んで酸化膜３を形成することができる。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を利用することで酸化膜３を除去しているので、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して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面内バラツキを低減して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。
【００６２】
また、ＳｉＣ基板は化学的に安定していることに本発明者は着目して、Ｓｉ基板ではダメージが生じるハロゲンプラズマまたはＨプラズマによる酸化膜３の除去方法をＳｉＣ基板に適用しても、ＳｉＣ基板１にはダメージが生じにくいことを見い出した。このため、ステップＳ３においてハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いても、ＳｉＣ基板１へ与えるダメージは少ない。
【００６３】
したがって、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄方法によれば、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して除去できるとともに、洗浄によるダメージが少ない。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。
【００６４】
また、ステップＳ３において酸化膜３の除去をドライ雰囲気のハロゲンプラズマまたはＨ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、プラズマによるエッチング工程は、ウエット雰囲気（液相を含む雰囲気）での洗浄と比較して水洗、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。
【００６５】
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を形成する工程（ステップＳ２）では、Ｏプラズマを用いる。
【００６６】
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、Ｏプラズマを用いても、ＳｉＣ基板１へのダメージが少ない。したがって、表面特性がより良好になるように、ＳｉＣ基板１を洗浄することができる。
【００６７】
また、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）ことにより、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。
【００６８】
本発明の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、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、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いて酸化膜３を除去するための除去部１２と、ＳｉＣ基板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を搬送させる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。
【００６９】
本実施の形態におけるＳｉＣ基板１の洗浄装置１０によれば、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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜３を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、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して除去することができる。したがって、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。
【００７０】
（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半導体の洗浄装置を説明する。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、たとえば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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
以上より、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、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、ハロゲンプラズマまたはＨプラズマを用いて酸化膜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。
【００７７】
変形例におけるＳｉＣ半導体の洗浄装置２０によれば、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基板は大気が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。またハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、不純物、パーティクルなどを取り込んだ酸化膜３を除去しているので、ＳｉＣの面方位による異方性の影響を低減できる。これにより、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して除去することができる。したがって、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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、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）。
【００８８】
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Ｏプラズマや１１００℃以上での熱酸化により、表面１００ａからＳｉＣ基板２に向けて１０ｎｍ超えて１００ｎｍ以下酸化する。
【００８９】
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をハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって除去する（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。
【００９０】
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。
【００９１】
なお、本実施の形態におけるエピタキシャルウエハを洗浄する際には、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である。
【００９２】
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ハロゲンプラズマまたはＨプラズマによって、酸化膜３を除去している。ハロゲンプラズマおよびＨプラズマはクリーンで均一性が高いため、面方位による異方性の影響を低減して、酸化膜３を除去することができる。したがって、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａの特性が良好になるように洗浄することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
なお、本実施の形態の洗浄方法で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。
【００９５】
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。
【実施例】
【００９６】
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を洗浄して、ハロゲンプラズマを用いて酸化膜を除去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。
【００９７】
（本発明例１）
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）。
【００９８】
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）。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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６に示す洗浄装置２０を用いて、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。
【０１０２】
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に示す平行平板型ＲＩＥの洗浄装置２０を用い、チャンバ２１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。第１のガス供給部２２からＯ2ガスを５０ｓｃｃｍ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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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の洗浄後のエピタキシャルウエハ１３０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、本発明例１の洗浄後のエピタキシャルウエハ１３０の表面は、酸化膜が局所的に残留していなかった。
【０１０５】
（比較例１）
比較例１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。
【０１０６】
次に、エピタキシャルウエハ１３０を洗浄した。比較例１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Ｆプラズマの代わりにＨＦを用いた点、および、図６に示す洗浄装置２０の代わりに図１に示す洗浄装置１０を用いた点において異なっていた。
【０１０７】
具体的には、比較例１では、図１に示す洗浄装置２０において、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、本発明例１と同様の以下の条件で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。
【０１０８】
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は大気が遮断された雰囲気である接続部１３内で搬送された。
【０１０９】
次に、ＨＦを用いて酸化膜を除去した。この工程では、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。
【０１１０】
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）。
【０１１１】
次に、上述したＯプラズマを用いて酸化膜を形成する工程（ステップＳ２）、ＨＦを用いて酸化膜を除去する工程、純水リンス工程および乾燥工程を繰り返した。
【０１１２】
以上の工程により、エピタキシャルウエハ１３０の表面１３０ａを洗浄した。比較例１では、ステップＳ２で形成した酸化膜を、本発明例１よりも均一に（面内バラツキを低減して）除去できなかった。これは、比較例１ではＨＦを用いて酸化膜を除去したので、面方位による酸化膜の膜質により、エピタキシャルウエハ１３０の面内でエッチングレートに差に起因して酸化膜除去の面内バラツキが生じたためと考えられる。
【０１１３】
以上より、本実施例によれば、ＳｉＣ半導体の表面に酸化膜を形成し、かつこの酸化膜をハロゲンプラズマを用いて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して除去できるため、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。
【０１１４】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【０１１５】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜を除去する工程とを備え、
前記酸化膜を除去する工程では、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いる、炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項２】
前記酸化膜を除去する工程では、前記ハロゲンプラズマとしてフッ素プラズマを用いる、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項３】
前記酸化膜を除去する工程では、２０℃以上４００℃以下の温度で行なう、請求項１または２に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項４】
前記酸化膜を除去する工程では、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項５】
前記酸化膜を形成する工程では、酸素プラズマを用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項６】
前記酸化膜を形成する工程と前記酸化膜を除去する工程との間では、前記炭化珪素半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項７】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、
ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて前記酸化膜を除去するための除去部と、
前記炭化珪素半導体を搬送可能に前記形成部と前記除去部とを接続する接続部とを備え、
前記接続部における前記炭化珪素半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である、炭化珪素半導体の洗浄装置。
【請求項８】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、
ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて前記酸化膜を除去するための除去部とを備え、
前記形成部と前記除去部とは同一である、炭化珪素半導体の洗浄装置。
【請求項１】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜を除去する工程とを備え、
前記酸化膜を除去する工程では、ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いる、炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項２】
前記酸化膜を除去する工程では、前記ハロゲンプラズマとしてフッ素プラズマを用いる、請求項１に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項３】
前記酸化膜を除去する工程では、２０℃以上４００℃以下の温度で行なう、請求項１または２に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項４】
前記酸化膜を除去する工程では、０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の圧力で行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項５】
前記酸化膜を形成する工程では、酸素プラズマを用いる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項６】
前記酸化膜を形成する工程と前記酸化膜を除去する工程との間では、前記炭化珪素半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体の洗浄方法。
【請求項７】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、
ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて前記酸化膜を除去するための除去部と、
前記炭化珪素半導体を搬送可能に前記形成部と前記除去部とを接続する接続部とを備え、
前記接続部における前記炭化珪素半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である、炭化珪素半導体の洗浄装置。
【請求項８】
炭化珪素半導体の表面に酸化膜を形成するための形成部と、
ハロゲンプラズマまたは水素プラズマを用いて前記酸化膜を除去するための除去部とを備え、
前記形成部と前記除去部とは同一である、炭化珪素半導体の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−４２７２（Ｐ２０１２−４２７２Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６８６９（Ｐ２０１０−１３６８６９）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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