【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンエピタキシ
ャルウェーハの製造に用いられる半導体製造装置とこれ
を用いたエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、特
にエピタキシャル成長前後の徹底した微粒子の付着防止
により高品質のエピタキシャル層を得る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化度と高集積度の
飛躍的な向上に伴い、サブクォーターミクロン・ルール
で加工が行われるようになったシリコンウェーハの表面
については、０．１μｍ程度の大きさの微粒子の数を１
００個／ｃｍ2以下に抑え、また、原子オーダの平坦度
を有することが要求されている。そして、今後のシリコ
ンウェーハとしては、鏡面研磨されたシリコン単結晶基
板の表面に同じくシリコン単結晶の薄膜を気相成長させ
たシリコンエピタキシャルウェーハがますます利用され
るようになるものと予想される。これは、微細化によっ
て取扱い電荷量の低減した近年の半導体デバイスにとっ
て、シリコンウェーハ表面近傍の微小欠陥がデバイス特
性に致命的な影響を与えるおそれが今まで以上に大きく
なるのに対し、融液から引き上げられたシリコン単結晶
インゴットをスライス・鏡面研磨して製造されるシリコ
ンウェーハでは、結晶に起因するかかる微小欠陥を十分
に低減することが困難となっているからである。
【０００３】シリコンエピタキシャルウェーハの製造に
おいては、エピタキシャル成長前後の微粒子除去が特に
重要である。エピタキシャル成長前のウェーハ表面への
微粒子付着は、形成されるシリコンエピタキシャル層の
膜質に直接影響する。シリコンエピタキシャル層に形成
される積層欠陥や突起状欠陥が、その典型例である。
【０００４】従来、この微粒子除去は洗浄により行われ
ており、中でも1970年代に提案されたいわゆるＲＣＡ洗
浄法が改良を重ねながら今日まで広く用いられている。
ＲＣＡ洗浄とは、一般にパーティクルと呼ばれるシリコ
ン系微粒子とウェーハとの間のアルカリ溶液中における
静電気的反発を利用してシリコン系微粒子を除去するた
めのアンモニア−過酸化水素水混合溶液による洗浄（Ｓ
Ｃ１洗浄）、金属微粒子をイオン化して除去するための
塩酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄（ＳＣ２洗
浄）、シリコン表面の自然酸化膜を除去するための希フ
ッ酸洗浄（ＤＨＦ）を目的に応じて組み合わせる方法で
ある。これに、さらに必要に応じて金属および有機物を
除去するための硫酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄
が組み合わせられることもある。
【０００５】図６に、一般的なエピタキシャルウェーハ
の製造フローを示す。まず、鏡面研磨後に自然酸化膜Ｎ
が形成されたシリコン単結晶基板Ｓを、ステップＳ１１
にて洗浄装置へ搬入する。シリコン単結晶基板Ｓ上に
は、自然酸化膜Ｎを介して一般にパーティクルと呼ばれ
るシリコン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍが付着している。
ステップＳ１２では、ＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄をこの順
に行うＲＣＡ洗浄により、これらの付着物を除去する。
そして、ステップＳ１３で上記シリコン単結晶基板Ｓを
洗浄装置外へ取り出し、気相成長チャンバ（ｃｈａｍｂ
ｅｒ）へ搬送する。ただしこの搬送の間に、若干のシリ
コン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍの付着は免れない。
【０００６】気相成長チャンバへ搬入されたシリコン単
結晶基板Ｓは、まずステップＳ１４にてプリベーク（ｐ
ｒｅ−ｂａｋｅ；前熱処理）される。このプリベーク
は、Ｈ2雰囲気中、１１００℃以上の温度で熱処理を行
うことで自然酸化膜Ｎ、およびシリコン系微粒子Ｐや金
属微粒子Ｍ等の表面付着異物を除去するために行われ
る。続いて、ステップＳ１５でエピタキシャル成長を行
い、シリコンエピタキシャル層Ｅを形成する。得られた
エピタキシャルウェーハＥＰＷは、ステップＳ１６で気
相成長チャンバから搬出され、ステップＳ１７の測定，
検査工程へ送られる。ここでは、一例として膜厚測定、
平坦度測定、外観検査が行われる。上記各測定および検
査に合格したエピタキシャルウェーハＥＰＷは、続くス
テップＳ１８のＲＣＡ洗浄を経て出荷される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような製造フローでは、ステップＳ１２の洗浄後、およ
びステップＳ１５のエピタキシャル成長後に、シリコン
単結晶基板ＳまたはエピタキシャルウェーハＥＰＷが外
部搬送されるため、この外部搬送中に何らかの汚染が発
生することがある。たとえば、ステップＳ１３において
シリコン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍの付着量が多く、ス
テップＳ１４のプリベークでこれらを十分に除去するこ
とができなかった場合、ステップＳ１５で成長されるシ
リコンエピタキシャル層Ｅの表面に突起状欠陥ＰＤが発
生するため平坦度が悪化したり、あるいはシリコンエピ
タキシャル層Ｅの内部に積層欠陥ＳＦが発生したりす
る。
【０００８】また、気相成長チャンバから搬出されたエ
ピタキシャルウェーハＥＰＷは通常、そのまま外部搬送
されてステップＳ１７の測定や検査に供されるため、そ
の間に、シリコンエピタキシャル層Ｅの表面にシリコン
系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍが付着するおそれがある。本
発明者らは、この金属微粒子Ｍのイオンの酸化還元電位
がシリコン（Ｓｉ）の酸化還元電位よりも高く、かつ水
素イオン（Ｈ+）のそれよりも高い場合、ステップＳ１
８でＲＣＡ洗浄を行う際にシリコンエピタキシャル層Ｅ
の表面に直径０．２μｍよりも小さいピットＰｉｔが発
生してしまうことを見出した。金（Ａｕ）と銅（Ｃｕ）
は、かかるピット発生の原因となる代表的な金属であ
る。
【０００９】Ａｕは、半導体集積回路の電極や配線に通
常用いられる。またＣｕは、たとえば縦型炉を有するエ
ピタキシャル成長装置において高周波誘導加熱コイルの
構成材料に用いられる。このように、ＡｕとＣｕは半導
体デバイスの製造現場では常時使用されているので、Ａ
ｕやＣｕの金属微粒子Ｍはクリーンルーム内に常時浮遊
しているのである。
【００１０】シリコンエピタキシャルウェーハの製造に
おいては、突起状欠陥や積層欠陥のない高品質なシリコ
ンエピタキシャル層を形成し、かつエピタキシャル成長
後にはピットを発生させないような高度な製造方法が要
望されている。本発明は、この要望に対して有効な対策
となり得る半導体製造装置と、これを用いたエピタキシ
ャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、エピタキ
シャル成長前の鏡面研磨ウェーハをオゾン添加水を用い
て洗浄し、洗浄後のウェーハを外部環境に接触させるこ
となく直ちにシリコンエピタキシャル成長工程へ移送
し、かつエピタキシャル成長後のエピタキシャルウェー
ハも外部環境に接触させることなく直ちに化学的シリコ
ン酸化膜でパッシベート（ｐａｓｓｉｖａｔｅ）するこ
とで上述の目的を達成可能であることを見出し、本発明
を提案するに至ったものである。なお、本発明で述べる
ところの化学的シリコン酸化膜とは、自然酸化膜と異な
り、化学反応を用いて人為的に形成されたものである。
【００１２】すなわち、本発明の半導体製造装置は、シ
リコンウェーハをオゾン添加水を用いて洗浄するための
前処理チャンバと、このシリコンウェーハ上にシリコン
エピタキシャル層を成長させるための気相成長チャンバ
と、このシリコンエピタキシャル層の表面に化学的シリ
コン酸化膜を形成するための後処理チャンバのうちの少
なくとも隣接するもの同士が、外部環境から遮断された
雰囲気に制御された少なくともひとつの搬送路によって
相互に接続された構成を有し、この搬送路を通じ、チャ
ンバ間でシリコンウェーハを移送するようになされたも
のである。上記前処理チャンバは、オゾン添加水に超音
波振動を印加する手段を備えることが特に好適である。
また、上記後処理チャンバは、酸化剤を含む溶液を前記
シリコンエピタキシャル層の表面に供給する溶液供給手
段を備えることが好適である。
【００１３】かかる装置を利用したエピタキシャルウェ
ーハの製造方法では、まずシリコンウェーハの表面を前
処理チャンバ内でオゾン添加水を用いて洗浄し（第１工
程）、次に該シリコンウェーハを外部環境から遮断され
た雰囲気に制御された搬送路を通じて気相成長チャンバ
へ搬送し（第２工程）、次に上記気相成長チャンバ内で
前記シリコンウェーハ上にシリコンエピタキシャル層を
成長させてエピタキシャルウェーハを得（第３工程）、
次に該エピタキシャルウェーハを外部環境から遮断され
た雰囲気に制御された搬送路を通じ、該搬送路に備えら
れたウェーハ移送手段を用いて後処理チャンバへ搬送し
（第４工程）、最後に該エピタキシャル層の表面に化学
的シリコン酸化膜を形成する（第５工程）。
【００１４】上記第１工程では、オゾン添加水に超音波
振動を印加しながら前記シリコンウェーハを洗浄するこ
とが特に好適である。また上記第５工程では、エピタキ
シャル層を酸化剤を含む溶液に接触させることにより前
記化学的シリコン酸化膜を形成することが好適である。
このときの溶液としては、オゾン添加水もしくはアンモ
ニア−過酸化水素水混合溶液（いわゆるＳＣ１洗浄液）
を用いることができる。さらに、上記搬送路の雰囲気は
クラス１０、もしくはこれより高い清浄度に保つことが
特に好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明では、まずエピタキシャル
成長を行う前にオゾン添加水を用いた洗浄（以下、Ｏ3
水洗浄と称する。）を行い、Ｏ3の強力な酸化力を利用
してエピタキシャル成長前にシリコンウェーハ表面へ付
着しているシリコン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍを除去す
る。Ｏ3水洗浄の原理については、たとえば日経マイク
ロデバイス１９９７年３月号ｐ．９０〜９５（日経ＢＰ
社刊）に詳述されている。Ｏ3は、Ｃｕ2+のようにＨ+
よりも酸化還元電位が高い金属イオンがＳｉと共存する
場合であっても、Ｓｉ表面の方から優先的に電子を引き
抜く。このため、金属はイオン化された状態のまま水相
中に安定に存在し続け、一方のＳｉ表面は薄い化学的シ
リコン酸化膜で被覆されることになる。この化学的シリ
コン酸化膜は、Ｓｉとその周囲に存在する金属イオンと
間の電子交換を阻害し、金属イオンが金属微粒子として
エピタキシャル層の表面に付着することを防止する働き
をする。
【００１６】本発明では、気相成長の直前に前処理チャ
ンバにおいて洗浄され、かかる化学的シリコン酸化膜で
被覆されたシリコンウェーハが、外部環境から遮断され
清浄な雰囲気に制御された搬送路を通って気相成長チャ
ンバに搬入されるので、シリコンウェーハは表面付着異
物の極めて少ない状態でプリベークに供され、清浄なＳ
ｉ表面を露出させることになる。したがって、続くエピ
タキシャル成長時に積層欠陥や突起状欠陥のない高品質
なシリコンエピタキシャル層が形成される。
【００１７】また、得られたエピタキシャルウェーハは
エピタキシャル成長を終了した直後に、外部環境から遮
断され清浄な雰囲気に制御された搬送路を通って後処理
チャンバへ搬入されるので、エピタキシャルウェーハは
やはり表面付着異物の極めて少ない状態で直ちに化学的
シリコン酸化膜により被覆される。エピタキシャル層の
表面が一旦このように化学的シリコン酸化膜で被覆され
てしまえば、クリーンルーム内に多少の間放置されても
汚染されにくくなる。かかる化学的シリコン酸化膜によ
り高活性なＳｉ表面への金属微粒子の付着が防止されれ
ば、金属微粒子の近傍におけるＳｉ表面の酸化も起こり
得ず、したがってＲＣＡ洗浄を行っても金属微粒子の付
着場所に直径０．１μｍ以上のピットが形成されること
がなくなる。これにより、デザインルールが０．１μｍ
までの次世代半導体プロセスに最適なシリコンエピタキ
シャルウェーハが提供可能となる。
【００１８】エピタキシャルウェーハはこの後外部搬送
され、化学的シリコン酸化膜で被覆された状態で次工程
に送られることになる。ここで想定される次工程とは、
典型的には膜厚測定、平坦度測定、外観検査である。実
際の半導体製造現場では各工程のタクト時間が異なるた
めに、ウェーハによっては次工程に搬入される前の待ち
時間が非常に長くなることがある。本発明は、このよう
な場合のエピタキシャルウェーハの汚染防止に極めて効
果的である。
【００１９】エピタキシャル層上の化学的シリコン酸化
膜は、前処理と同様にＯ3水洗浄を行うか、あるいはＳ
Ｃ１洗浄により形成することができる。つまり、従来一
般に微粒子の除去を目的として行われてきた洗浄を、パ
ッシベーションの手段として利用するのである。これら
の方法により形成される化学的シリコン酸化膜は、自然
酸化膜とは異なり膜厚が均一で、かつ非常に薄く形成し
得るものである。膜厚は０．３〜１ｎｍもあれば十分で
ある。ただし、ＳＣ１洗浄には金属イオンそのものを除
去する作用はないので、ＳＣ１洗浄により化学的シリコ
ン酸化膜を形成した場合には、金属イオンを除去するこ
とが可能なＳＣ２洗浄も組み合わせておくことが望まし
い。一方のＯ3水洗浄は、有機付着物の除去も可能であ
り、有機付着物の分解によってＣＯ2とＯ2を発生させ
る。また、リンス用の超純水の所要量が少ないこと、ク
リーンルームの空調の負担を軽減できる等のメリットも
ある。
【００２０】Ｏ3添加水の調製方法としては、たとえば
超純水の電気分解やＯ2ガスの交流無声放電で発生させ
たＯ3を気体透過膜あるいはバブリングを通じて超純水
に導入する方法や、溶存酸素を含む超純水に紫外線照射
を行って水中にＯ3を直接的に生成させる方法がある。
なお、Ｏ3添加水には超音波振動を印加してもよく、特
にエピタキシャル成長前のＯ3水洗浄時にはこれが一層
効果的である。エピタキシャル成長後の化学的シリコン
酸化膜もＯ3水洗浄により形成する場合には、ここで超
音波振動を併用してももちろん構わない。超音波振動の
周波数は、通常用いられる範囲でよい。ただし、周波数
によって除去可能な微粒子の大きさは異なる。おおよそ
１００ｋＨｚ以下の比較的低い周波数領域では、洗浄液
内部に発生するキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏ
ｎ＝微小な空洞）の働きにより直径１０μｍ以上の比較
的大きな微粒子を剥離可能である。これに対し、おおよ
そ５００ｋＨｚ、あるいは１ＭＨｚ以上のいわゆるメガ
ソニックと呼ばれる高い周波数領域では、洗浄液中の振
動伝搬に伴って発生する衝撃波がエピタキシャルウェー
ハに衝突し、直径２μｍ以下の微粒子も除去することが
できる。
【００２１】
【実施例】実施例１ 本実施例では、本発明の半導体製造装置の一例として、
前処理チャンバ、気相成長チャンバ、後処理チャンバが
それぞれ個別の搬送路を介してインライン配列された装
置の構成を図１および図２を参照しながら説明する。図
１の構成では、向かって左側から搬送路（Ｔ）４ａ、Ｏ
3洗浄を行うための前処理チャンバ（ＰｒｅＰ）１、搬
送路（Ｔ）４ｂ、気相成長チャンバ（Ｅｐｉ）２、搬送
路（Ｔ）４ｃ、エピタキシャルウェーハの表面を化学的
シリコン酸化膜で保護するための後処理チャンバ（Ｐｏ
ｓｔＰ）３、および搬送路（Ｔ）４ｄが、それぞれゲー
トバルブ６を介してインライン配列されている。各搬送
路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはウェーハ移送手段であるハ
ンドラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを備えており、隣接する
チャンバ間でウェーハを移送できるようになされてい
る。なお、上記搬送路（Ｔ）内部の雰囲気は、米国連邦
規格２０９Ｂによるクラス１０、あるいはこれより高い
清浄度に保つことにより、６４ＭＤＲＡＭおよびそれ以
降の世代の高集積化半導体デバイスの製造に使用可能な
エピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２２】上記前処理チャンバ（ＰｒｅＰ）１とし
て、たとえば枚葉式スピン洗浄機を備えたチャンバの模
式的断面図を図２に示す。上記枚葉式スピン洗浄機は、
円形の洗浄カップ１１の内部に鏡面研磨されたシリコン
単結晶基板Ｓを載置するためのウェーハステージ１３が
収容され、該ウェーハステージ１３の上方にはＯ3水を
導入するための給液管１５が配され、該給液管１５の末
端にはノズル１４が接続されている。上記ノズル１４に
は超音波振動板１６が内蔵されており、吐出される直前
のＯ3添加水にメガソニック帯域の超音波振動が印加さ
れるようになされている。かかる構成により、上記ウェ
ーハステージ１３を図示されない駆動手段により回転さ
せながら、上記ノズル１４から供給されるＯ3水を用い
てシリコン単結晶基板Ｓのメガソニック洗浄が行われ
る。ウェーハステージ１３の縁部から溢れたＯ3水は、
洗浄カップ１１の底面に開口されたドレイン１２から排
水される。
【００２３】なお、後処理チャンバ（ＰｏｓｔＰ）３も
上述の前処理チャンバ（ＰｒｅＰ）１と同様に構成すれ
ば、エピタキシャルウェーハに対してＯ3水によるメガ
ソニック洗浄を行うことができる。なお、後処理チャン
バ３においては、ノズル１４に必ずしも超音波振動板１
６が内蔵されていなくてもよい。一方、後処理チャンバ
３でＳＣ１洗浄を行う場合には、上記の給液管１５から
アンモニア−過酸化水素水混合溶液を導入させる構成と
することができる。
【００２４】実施例２ 本実施例では、本発明の半導体製造装置の他の例とし
て、前処理チャンバ、気相成長チャンバ、後処理チャン
バが１本の長尺状の搬送路に沿って配列された装置の構
成を図３を参照しながら説明する。図３の構成では、１
本の長い搬送路４ｅの長辺に対し、向かって左側から前
処理チャンバ（ＰｒｅＰ）１、気相成長チャンバ（Ｅｐ
ｉ）２、および後処理チャンバ（ＰｏｓｔＰ）３が、そ
れぞれゲートバルブ６を介して接続されている。チャン
バ間におけるシリコン単結晶基板Ｓまたはエピタキシャ
ルウェーハＥＰＷの移送は、ウェーハカセット７に収容
された状態で図示されないウェーハ移送手段によって行
われる。
【００２５】なお、図３では各チャンバにおいてバッチ
処理が行われることを想定し、ウェーハカセット７を用
いて複数枚のウェーハが一括搬送される様子を示した
が、各チャンバにおいて枚葉処理が行われる場合には、
搬送路４ｅの複数箇所に前掲の図１に示したようなハン
ドラを設置しておき、これを用いてウェーハを１枚ずつ
搬送するようにしてもよい。また、図３の構成では各チ
ャンバが長い搬送路４ｅの片側のみに配されているが、
これらを搬送路４ｅの両側に配しても構わない。
【００２６】実施例３ 本実施例では、本発明の半導体製造装置のさらに他の例
として、前処理チャンバ、気相成長チャンバ、後処理チ
ャンバ、およびウェーハ搬出入用のロードロックチャン
バが１個の搬送路の周囲に放射状配列された装置の構成
を図４を参照しながら説明する。図４の構成では、５角
形の搬送路（Ｔ）４ｆの各辺に沿って時計回りに、ウェ
ーハ搬入用のロードロックチャンバ（ＬＬin）８ａ、前
処理チャンバ（ＰｒｅＰ）１、気相成長チャンバ（Ｅｐ
ｉ）２、後処理チャンバ（ＰｏｓｔＰ）３、およびウェ
ーハ搬出用のロードロックチャンバ（ＬＬout ）８ｂが
この順に配されており、各チャンバはそれぞれゲートバ
ルブ６を介して該搬送路４ｆに接続されている。チャン
バ間におけるシリコン単結晶基板Ｓまたはエピタキシャ
ルウェーハＥＰＷの移送は、搬送路４ｆに設置されたハ
ンドラ５ｆを用いて行われる。
【００２７】これは、枚葉処理を前提とした装置構成で
あり、マルチチャンバ、あるいはクラスターツールとも
称される構成である。すなわち、複数のシリコン単結晶
基板Ｓを収容したカセットをロードロックチャンバ（Ｌ
Ｌin）８ａへ搬入し、そこからシリコン単結晶基板Ｓを
１枚ずつ取り出して隣のチャンバへ送りながら所定の処
理を順次行い、最終的に完成したエピタキシャルウェー
ハをロードロックチャンバ（ＬＬout ）８ｂ内のウェー
ハカセットに収容し、複数枚のエピタキシャルウェーハ
が溜まったところでこのウェーハカセットを搬出する。
【００２８】実施例４ 本実施例では、上述のような各半導体製造装置を用いて
エピタキシャルウェーハを製造するプロセスについて、
図５を参照しながら説明する。まずステップＳ１で鏡面
研磨された後に自然酸化膜Ｎが形成された直径２００ｍ
ｍのｐ型のシリコン単結晶基板Ｓを前処理チャンバ１に
搬入する。この段階では、シリコン単結晶基板Ｓの表面
上にはシリコン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍが付着してい
る可能性がある。次に、ステップＳ２において、このチ
ャンバ内で濃度７ｐｐｍのＯ3水を用いたメガソニック
洗浄を行う。ここで、上記シリコン系微粒子Ｐや金属微
粒子Ｍを効率的に除去すると共に、シリコン単結晶基板
Ｓの表面上に化学的シリコン酸化膜Ｃを形成する。次
に、ステップＳ３で装置内搬送を行い、シリコン単結晶
基板Ｓを気相成長チャンバ２へ搬入する。この装置内搬
送は、クラス１０、あるいはこれより高い清浄度に保た
れた図１の搬送路４ｂ、図３の搬送路４ｅ、あるいは図
４の搬送路４ｆの内部で行われるので、ウェーハ表面に
異物はほとんど付着することがない。
【００２９】次に、ステップＳ４で１１３０℃の水素雰
囲気中、４５秒間のプリベークを行う。このプリベーク
時の高温還元雰囲気により化学的シリコン酸化膜Ｃが除
去され、清浄なＳｉ表面が露出する。次に、ステップＳ
５で層厚１５μｍのｐ型のシリコンエピタキシャル層Ｅ
を気相成長させ、エピタキシャルウェーハＥＰＷを作製
する。この時、エピタキシャル成長は高度に清浄化され
たＳｉ表面上で進行するので、得られるシリコンエピタ
キシャル層Ｅは平坦性に優れ、膜厚が均一で、かつ突起
状欠陥や積層欠陥もほとんど認められない良好なものと
なる。
【００３０】次に、ステップＳ６で装置内搬送を行い、
エピタキシャルウェーハＥＰＷを後処理チャンバ３へ搬
入する。この装置内搬送は、クラス１０、あるいはこれ
より高い清浄度に保たれた図１の搬送路４ｃ、図３の搬
送路４ｅ、あるいは図４の搬送路４ｆの内部で行われる
ので、ウェーハ表面に異物はほとんど付着することがな
い。次に、ステップＳ７において、直ちに濃度７ｐｐｍ
のＯ3水、または２９重量％ＮＨ3：３０重量％Ｈ2Ｏ
2：Ｈ2Ｏ＝１：１：５（体積比）の混合比率によるア
ンモニア−過酸化水素水混合溶液を用い、シリコンエピ
タキシャル層Ｅの表面に厚さ約１ｎｍの化学的シリコン
酸化膜Ｃを形成する。次に、ステップＳ８において、エ
ピタキシャルウェーハＥＰＷを外部搬送し、後工程へ送
る。この外部搬送は、図１では搬送路４ｄからエピタキ
シャルウェーハＥＰＷを取り出す際の搬送、図３では搬
送路４ｅからウェーハカセット７を取り出す際の搬送、
図４ではロードロックチャンバ（ＬＬout ）８ｂから図
示されないウェーハカセットを取り出す際の搬送にそれ
ぞれ相当するものである。
【００３１】化学的シリコン酸化膜Ｃでパッシベートさ
れたエピタキシャルウェーハＥＰＷは、この後のステッ
プＳ９において膜厚測定、平坦度測定、外観検査を順次
経る。この間にシリコン系微粒子Ｐや金属微粒子Ｍが付
着する可能性もあるが、化学的シリコン酸化膜Ｃに対す
るこれらの微粒子の付着力は弱いので、次のステップＳ
１０におけるＲＣＡ洗浄で除去されてしまう。つまり、
従来のようにシリコンエピタキシャル層Ｅの上に直接に
金属微粒子Ｍが接触していないので、金属−Ｓｉ間の酸
化還元反応が起こらず、したがってシリコンエピタキシ
ャル層Ｅにピットが発生するおそれがないのである。
【００３２】以上、本発明を４例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、Ｏ3水洗浄を行う前処理チャ
ンバとしては図２に枚葉式のスピン洗浄機を備えたもの
を示したが、これはバッチ式洗浄槽に替えてもよい。バ
ッチ式洗浄槽を用いる場合は、超純水を満たした洗浄槽
の底面に散気管を配設し、ここからＯ3を水中に供給す
ることによりＯ3添加水を調製し、このＯ3添加水中に
適当なキャリアに収容された複数枚のシリコン単結晶基
板Ｓを縦置き式に一括して浸漬させればよい。ただし、
このような装置構成ではシリコン単結晶基板Ｓの面内の
うち、散気管に近い側から徐々に化学的酸化シリコン酸
化膜が成長するので、ウェーハ全面がこの化学的シリコ
ン酸化膜で被覆されるように洗浄時間を設定する必要が
ある。この他、各チャンバにおける枚葉処理とバッチ処
理の組み合わせ等の細部については、適宜変更、選択、
組合せが可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の半導体製造装置およびこれを用いたエピタキシャル
ウェーハの製造方法によれば、「Ｏ3水洗浄によるエピ
タキシャル成長直前のシリコンウェーハの清浄化→エピ
タキシャル成長→エピタキシャル成長直後のパッシベー
ション」の一連の工程を、ウェーハを外部環境から遮断
された清浄な雰囲気中で連続的に行うことができるた
め、表面付着異物の影響を排した高品質のシリコンエピ
タキシャル層を形成可能であると同時に、得られたエピ
タキシャルウェーハの再汚染ならびにこれに起因するピ
ットの形成も防止することができる。Ｏ3水洗浄時に
は、超音波振動を印加することで微粒子の除去効率を高
めることができる。後処理においては、前処理と同様に
Ｏ3水洗浄を行うか、あるいはＳＣ１洗浄を行うことに
より均一かつ容易に化学的シリコン酸化膜を形成するこ
とができる。本発明によれば高品質のシリコンエピタキ
シャルウェーハを優れた品質、歩留り、均一性、再現性
をもって供給することが可能となり、これによってウェ
ーハの大口径化やデザインルールの一層の微細化にも対
応することが可能となるので、本発明の産業上の価値は
極めて大きい。
【図面の簡単な説明】【図１】前処理チャンバと気相成長チャンバと後処理チ
ャンバとが搬送路を介してインライン配列された本発明
の半導体製造装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】図１の前処理チャンバが枚葉式スピン洗浄機を
備える場合の構成例を示す模式的断面図断面図である。
【図３】前処理チャンバと気相成長チャンバと後処理チ
ャンバとが１本の長い搬送路に接続された本発明の半導
体製造装置の他の構成例を示す模式図である。
【図４】前処理チャンバ、気相成長チャンバ、後処理チ
ャンバおよびロードロックチャンバが多角形状のひとつ
の搬送路に放射状に接続された本発明の半導体製造装置
のさらに他の構成例を示す模式図である。
【図５】本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の
基本的な手順を示すフロー図である。
【図６】従来のエピタキシャルウェーハ製造の基本的な
手順を示すフロー図である。
【符号の説明】 Ｓ…シリコン単結晶基板 Ｅ…シリコンエピタキシャル層 Ｍ…金属微粒子 Ｃ…化学的シリコン酸化膜 Ｎ…自然酸化膜 Ｐ…シリコン系微粒子 ＥＰＷ…エピタキシャルウェーハ １…前処理チャンバ（ＰｒｅＰ） ２…気相成長チャンバ（Ｅｐｉ） ３…後処理チャンバ（ＰｏｓｔＰ） ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ…搬送路（Ｔ） ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｆ…ハンドラ ６…ゲートバルブ ７…ウェーハカセット ８ａ…（ウェーハ搬入用の）ロードロックチャンバ（Ｌ
Ｌin） ８ｂ…（ウェーハ搬出用の）ロードロックチャンバ（Ｌ
Ｌout ） １１…洗浄カップ １３…ウェーハステージ １４…ノズル １６…超音波振動板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−14222（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−275344（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−321016（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−135161（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55148（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−260328（ＪＰ，Ａ) 大見忠弘，機構解明したＲＣＡ洗浄を 基に新しい枚葉式洗浄法を提案，日経マ イクロデバイス，日本，1997年３月号, ｐ．90−ｐ．95 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/304 643 H01L 21/31