(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハにＢＴ処理を施すためのＢＴ処理方法であって、
半導体ウエハの表面を帯電する帯電工程と、
上記帯電工程で帯電された半導体ウエハを加熱することにより当該半導体ウエハの表面における酸化膜中の可動イオンを帯電工程で付与された半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面あるいは界面に移動させる加熱工程と、
上記加熱工程で加熱された半導体ウエハを冷却することにより上記移動された可動イオンを当該移動された位置に固定する冷却工程と、
上記冷却工程で冷却された半導体ウエハの表面に紫外線を照射して半導体ウエハの表面の不要電荷を除去する除電工程と、
を備えたことを特徴とするＢＴ処理方法。
【請求項２】
上記帯電工程は、半導体ウエハの表面の少なくとも一部の領域をマイナス電位に帯電することを特徴とする請求項１記載のＢＴ処理方法。
【請求項３】
上記除電工程は、半導体ウエハの表面のマイナス電位に帯電された領域をプラス電位に帯電し直し、その後に紫外線を照射することを特徴とする請求項２記載のＢＴ処理方法。
【請求項４】
半導体ウエハにＢＴ処理を施すためのＢＴ処理装置であって、
半導体ウエハの表面を帯電する帯電手段と、
上記帯電手段により帯電された半導体ウエハを加熱することにより当該半導体ウエハの表面における酸化膜中の可動イオンを帯電手段により付与された半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面あるいは界面に移動させる加熱手段と、
上記加熱手段により加熱された半導体ウエハを冷却することにより上記移動された可動イオンを当該移動された位置に固定する冷却手段と、
上記冷却手段により冷却された半導体ウエハの表面に紫外線を照射して半導体ウエハの表面の不要電荷を除去する除電手段と、
を備えたことを特徴とするＢＴ処理装置。
【請求項５】
上記除電手段は、紫外線を発生する閃光管と、この閃光管を閃光させる閃光電源とを有することを特徴とする請求項４記載のＢＴ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの酸化膜中の可動イオンを分離するＢＴ処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、シリコンウエハの酸化膜であるＳｉＯ2膜に侵入した可動イオン（主にＮａイオン）によりトランジスタ等の特性が大きく影響を受けることから、一般にシリコンウエハのＣ−Ｖ特性を用いてＳｉＯ2膜中の可動イオンの個数を推定する酸化膜評価が行われている。
【０００３】
従来、この酸化膜の評価方法として、コロナ帯電法が提案されている。このコロナ帯電法は、シリコンウエハと、このシリコンウエハ表面に対向配置された帯電電極との間に直流高電圧を印加し、コロナ放電により発生したイオンをシリコンウエハ表面に付与して帯電状態にした後、所定の高温に加熱してＳｉＯ2膜中の可動イオンをＳｉＯ2膜の表面又は界面に移動させ、その後、表面の余分な不要電荷を除去し、表面又は界面に移動した可動イオンを電気的に中和（キャンセル）する方法である。これは、一般にＢＴ（Bias-Temperature）処理といわれる。従来、このＢＴ処理において、ＳｉＯ2膜表面の不要電荷を除去する除電は、可動イオンを分離したシリコンウエハを純水中に浸漬することにより行なわれている。
【０００４】
上記のように可動イオンが電気的に中和されると、可動イオンが見かけ上存在しない状態となり、ＢＴ処理をしないものに比べてＣ−Ｖ特性が変化するので、このＣ−Ｖ特性の変化量から可動イオンの数量を推定して酸化膜の評価が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のコロナ帯電法によるＢＴ処理では、正確な酸化膜評価をするにはシリコンウエハ表面の除電を的確に行なう必要があることから、上記のように可動イオンを分離したシリコンウエハを純水中に浸漬するようにしていたため、その後に乾燥処理が必要となってＢＴ処理工程が複雑になるという問題がある。
【０００６】
また、ＢＴ処理を行なうＢＴ処理装置を構成する場合、上記の除電工程をＢＴ処理装置内に組み込むと、純水タンクや乾燥工程を一体に組み込まなければならないことからＢＴ処理装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＢＴ処理工程を簡素化することのできるＢＴ処理方法を提供すると共に、小型化を可能とするＢＴ処理装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体ウエハにＢＴ処理を施すためのＢＴ処理方法であって、半導体ウエハの表面を帯電する帯電工程と、この帯電工程で帯電された半導体ウエハを加熱することにより当該半導体ウエハの表面における酸化膜中の可動イオンを帯電工程で付与された半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面あるいは界面に移動させる加熱工程と、この加熱工程で加熱された半導体ウエハを冷却することにより上記移動された可動イオンを当該移動された位置に固定する冷却工程と、この冷却工程で冷却された半導体ウエハの表面に紫外線を照射して半導体ウエハの表面の不要電荷を除去する除電工程とを備えたものである（請求項１）。
【０００９】
上記構成によれば、帯電工程で半導体ウエハ表面が帯電され、この帯電された半導体ウエハを加熱することにより酸化膜中の可動イオンが半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面又は界面に移動する。そして、半導体ウエハが冷却された後に紫外線が照射されて酸化膜表面に付与された不要電荷が除去される。
【００１０】
また、本発明は、上記ＢＴ処理方法において、帯電工程が、半導体ウエハの表面の少なくとも一部の領域をマイナス電位に帯電するものである（請求項２）。
【００１１】
上記構成によれば、プラスに帯電した可動イオンは半導体ウエハの酸化膜の表面に移動し、マイナスに帯電した可動イオンは半導体ウエハの酸化膜の界面に移動する。
【００１２】
また、本発明は、上記ＢＴ処理方法において、除電工程が、半導体ウエハの表面のマイナス電位に帯電された領域をプラス電位に帯電し直し、その後に紫外線を照射するものである（請求項３）。
【００１３】
上記構成によれば、プラス電位に帯電し直すことにより、紫外線照射により確実に除電できる。
【００１４】
また、本発明は、半導体ウエハにＢＴ処理を施すためのＢＴ処理装置であって、半導体ウエハの表面を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された半導体ウエハを加熱することにより当該半導体ウエハの表面における酸化膜中の可動イオンを帯電手段により付与された半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面あるいは界面に移動させる加熱手段と、この加熱手段により加熱された半導体ウエハを冷却することにより上記移動された可動イオンを当該移動された位置に固定する冷却手段と、この冷却手段により冷却された半導体ウエハの表面に紫外線を照射して半導体ウエハの表面の不要電荷を除去する除電手段とを備えたものである（請求項４）。
【００１５】
上記構成によれば、帯電手段により半導体ウエハ表面が帯電される。そして、加熱手段により加熱された半導体ウエハの酸化膜中の可動イオンが半導体ウエハ表面の電荷に対応して酸化膜の表面又は界面に移動する。そして、冷却手段により冷却された半導体ウエハの表面に紫外線が照射されて酸化膜表面に付与された不要電荷が除去される。
【００１６】
また、本発明は、上記ＢＴ処理装置において、上記除電手段が、紫外線を発生する閃光管と、この閃光管を閃光させる閃光電源とを有するものである（請求項５）。
【００１７】
上記構成によれば、比較的強い紫外線照射により短時間で半導体ウエハの表面の除電が行なわれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るＢＴ処理方法を実施するためのＢＴ処理装置である可動イオン分離ユニットを備えたＣ−Ｖ測定システム用外部ユニットの正面図、図２は、同Ｃ−Ｖ測定システム用外部ユニットの左側面図である。
【００１９】
Ｃ−Ｖ測定システムは、Ｓｉ半導体の表面にＳｉＯ2膜が形成されたシリコンウエハのＣ−Ｖ特性（ＭＯＳダイオードの印加直流電圧と電気容量との相関特性）を測定するシステムで、Ｃ−Ｖ測定システム用外部ユニット１の本体２の上部にＳｉＯ2膜中の可動イオンを分離するＢＴ処理を行う可動イオン分離ユニット３を備えている。
【００２０】
Ｃ−Ｖ測定システムは、Ｃ−Ｖ特性に関連して酸化膜評価、ベアウエハ評価（ベア状態でのキャリア濃度評価）、結晶性評価（Ｃ−ｔ特性（印加パルス電圧に対する電気容量の時間変化特性））等の各種評価が可能になされ、図略のＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置に表示された表示内容に従ってキーボード４を操作することにより評価が可能になっている。
【００２１】
酸化膜評価はシリコンウエハのＣ−Ｖ特性の理想特性からのずれ量からＳｉＯ2膜中に含まれる可動イオン量を評価するもので、Ｃ−Ｖ特性のずれ量は、ＳｉＯ2膜中に可動イオンが混在した状態で測定したＣ−Ｖ特性と可動イオンを分離した状態で測定したＣ−Ｖ特性とから算出される。
【００２２】
可動イオン分離ユニット３は、シリコンウエハ表面にコロナ放電により電荷を付与し、この後、付与された電荷でＳｉＯ2膜中に含まれる可動イオン（主にＮａイオン）を拘束することにより可動イオンを表面と界面とに分離するものである。
【００２３】
可動イオン分離ユニット３は、ユニット本体内部に帯電、加熱、除電等の処理を行うＢＴ処理室を備え、ユニット前面の段差部分の略中央に形成された開口窓５に昇降可能に設けられた搬送トレイによりシリコンウエハが処理室に搬送されるようになっている。
【００２４】
図３は、可動イオン分離ユニットの内部構造を示す概略側面図である。
【００２５】
同図において、右端側は可動イオン分離ユニット３の前面側、左端側は可動イオン分離ユニット３の後面側である。可動イオン分離ユニット３は、ユニット本体３０１の上面の前面側にシリコンウエハ７を搬送する搬送トレイ６を備えている。
【００２６】
この搬送トレイ６は、開口部６１Ａを有する保持部６１を備え、この保持部６１にシリコンウエハ７が装着されるようになっている。また、搬送トレイ６は、ユニット本体３０１の上面の開口窓５に設けられたシリコンウエハ７の装着脱を行う位置（以下、着脱位置という。）とこの開口窓５の下方位置適所に設けられた帯電、加熱、除電等の処理が行われる所定の位置（以下、処理位置という。）との間を昇降可能に設けられている。
【００２７】
搬送トレイ６は、ユニット本体３０１内の前面側から見て左側部（図中、手前側）に設けられた搬送トレイ駆動部８により昇降駆動される。搬送トレイ駆動部８は、立直された支持板９の上下両端に回転可能に取付けられたプーリ１０，１１、両プーリ１０，１１間に捲回されたワイヤロープ１２及び下端のプーリ１１が駆動軸に固着された図略の駆動モータから構成されている。
【００２８】
搬送トレイ６は、下面適所に設けられた支持部６２がワイヤロープ１２に固着されており、駆動モータの回転力によりプーリ１１を介してワイヤロープ１２を時計回り又は反時計回りに周回させることにより昇降される。
【００２９】
また、ユニット本体３０１の上面には、搬送トレイ６が処理位置に下降したとき、開口窓５を遮蔽するシャッタ１３が後面側から前面側にスライド可能に設けられている。
【００３０】
シャッタ１３は、その下部に設けられたシャッタ駆動部１４によりスライド駆動が行われる。シャッタ駆動部１４は、支持板１５のシャッタ１３の移動範囲の両端位置に設けられた一対のプーリ１６，１７、両プーリ１６，１７間に捲回され、上記シャッタ１３が固着されたワイヤロープ１８及び後面側のプーリ１６が駆動軸に固着された図略の駆動モータからなり、搬送トレイ駆動部８と同様にワイヤロープ１８により牽引してシャッタ１３のスライド移動を行う。
【００３１】
また、処理位置には、テーブル１９上に搬送トレイ６で搬送されたシリコンウエハ７を加熱するヒータユニット２０が設けられ、このヒータユニット２０の後方位置に、上記シリコンウエハ７を帯電する帯電手段である帯電ユニット２３がヒータユニット２０側にスライド移動可能に設けられている。また、この帯電ユニット２３の位置には、上記シリコンウエハ７の余分な不要電荷を除去する除電手段である除電ユニット２４が一体に取り付けられている。
【００３２】
ヒータユニット２０は、搬送トレイ６で搬送されたシリコンウエハ７を真空吸着すると共に、シリコンウエハ７を加熱する加熱手段としてのヒータステージ２１を備えている。このヒータステージ２１には、ヒータステージ２１を加熱するヒータ２１１、ヒータステージ２１の加熱温度を制御するヒータ温度調節部２１２を備えている。また、ヒータユニット２０の周囲には、加熱後のシリコンウエハ７を冷却する冷却手段としての冷却ファン２２を備えている。
【００３３】
帯電ユニット２３は、コロナ放電発生器を構成するチャージワイヤを備えた一対のヘッド部２５とチャージワイヤに所定の直流高電圧を供給する直流電源部２６とを備え、帯電ユニット２３の下部に設けられた帯電／除電ユニット駆動部２７によりスライド駆動が行われる。ヘッド部２５は、この実施形態ではシリコンウエハ７の２つの領域をそれぞれプラス電位とマイナス電位とに帯電し得るように、２個のヘッド部２５が設けられている。また、直流電源部２６は２個のヘッド部２５にそれぞれ極性の異なる直流高電圧を供給し得るようになっている。
【００３４】
帯電／除電ユニット駆動部２７は、帯電ユニット２３の移動範囲の両端位置に設けられた一対のプーリ２８、２９、両プーリ２８、２９間に捲回され、帯電ユニット２３が固着されたワイヤロープ３０及び後面側のプーリ２８が駆動軸に固着された図略の駆動モータからなり、搬送トレイ駆動部８、シャッタ駆動部１４と同様にワイヤロープ３０により牽引して帯電ユニット２３及び除電ユニット２４のスライド移動を行う。
【００３５】
そして、帯電ユニット２３が処理位置にスライド移動されると、ヘッド部２５のチャージワイヤが搬送トレイ６に装着されたシリコンウエハ７の表面から所定の距離だけ隔てた高さ位置に配置されるようになっている。
【００３６】
また、ユニット本体内のテーブル１９の後方位置に帯電、加熱、除電等の処理を集中制御するコントローラ３１が設けられている。このコントローラ３１は搬送トレイ６、シャッタ１３、ヒータユニット２０、帯電ユニット２３及び除電ユニット２４の各アクチュエータ及びユニットの駆動を制御するとともに、シリコンウエハ７の帯電、加熱、除電等の処理を制御する。
【００３７】
図４は上記ヘッド部２５の構造を示す縦断面図である。ヘッド部２５は、高電圧が印加されるチャージワイヤ３２、このチャージワイヤ３２のシリコンウエハ７に対する反対側の半空間をシールドするシールドケース３３及びシールドケース３３の基端部に設けられた端子部３４から構成されている。
【００３８】
チャージワイヤ３２は、ワイヤ表面とシリコンウエハ７との間にコロナ放電を発生させて空気中の分子をイオン化する帯電電極で、例えば線径数十μｍのタングステンワイヤからなる。
【００３９】
シールドケース３３は、チャージワイヤ３２との間で放電電流を流してワイヤの長手方向に安定したコロナ放電を発生させるとともに、このコロナ放電によりイオン化された分子（以下、イオン化分子という。）のシリコンウエハ表面以外の帯電を阻止するものである。シールドケース３３は、シリコンウエハ７に対向する面と基端部を除く側面をシールドする断面コ字形の電極で、例えばステンレスの金属単板を折曲加工して形成されている。このシールドケース３３の内側面適所には２個のコ字形の導電性の支持片３５、３６が設けられ、チャージワイヤ３２がこの支持片３５、３６に取り付けられている。
【００４０】
端子部３４は、チャージワイヤ３２の基端部に直流電源部２６からの電源供給線路４１を接続端子３９を介して接続するものである。端子部３４は、合成樹脂等の絶縁部材からなり、中間部が直角に屈曲した断面Ｌ字状の形状をなしている。
【００４１】
端子部３４のチャージワイヤ３２が引き出される先端部にはシールドケース３３の内側面の形状寸法と略同一の外径寸法を有する断面コ字形の嵌入部３４１が設けられ、この嵌入部３４１の基端部に上記接続端子３９を固定する端子保持部３４２が直角に屈曲させて形成されている。
【００４２】
端子保持部３４２は、端子収納室を形成するように、その周縁部に側壁３４３が突設され、この側壁３４３の内側面に蓋体４０を嵌入装着して接続端子３９が収納された端子保持室が密閉されるようになっている。
【００４３】
接続端子３９は金属片からなり、端子保持部３４２に形成される端子収納室の底部に固定されている。接続端子３９の一方端に電源供給線路４１が接続され、他端にチャージワイヤ３２の基端が接続されている。チャージワイヤ３２は、嵌入部３４１を介してシールドケース３３側に引き出され、シールドケース３３の開口面より所定寸法Ｄだけ内側に離隔してこの開口面と平行に張設されている。
【００４４】
上記構成により、図５に示すように、ヘッド部２５をシリコンウエハ７に対向配置して帯電処理した場合、シリコンウエハ７のチャージワイヤ３２に対向する領域にコロナ放電によりイオン化分子又は電子が付与される。すなわち、図６に示すように、ヘッド部２５のチャージワイヤ３２を直流電源部２６の一方電極（例えばマイナス電極）に接続し、シールドケース３３及びシリコンウエハ７を直流電源部２６の他方電極（例えばプラス電極）に接続してチャージワイヤ３２に直流高電圧を印加すると、チャージワイヤ３２の表面でコロナ放電が発生し、ワイヤ周囲の空気中の分子がイオン化される。
【００４５】
イオン化分子のうち、チャージワイヤ３２と反対の極性のプラスのイオン化分子４４はチャージワイヤ３２に静電的に吸引され、同極性のマイナスのイオン化分子４５はシールドケース３３とシリコンウエハ７に静電的に吸引される。その結果、シリコンウエハ７の表面が、吸引されたマイナスのイオン化分子４５によりマイナス電位に帯電される。
【００４６】
なお、図６において、直流電源部２６の給電極性を逆にすると、マイナスのイオン化分子４５がチャージワイヤ３２に静電的に吸引され、プラスのイオン化分子４４がシリコンウエハ７に静電的に吸引され、シリコンウエハ７の表面はプラスのイオン化分子４４によりプラス電位に帯電される。
【００４７】
除電ユニット２４は、図７に示すように、半円球状に形成された反射フード４７と、反射フード４７内に配設された紫外線を発生する閃光管４８と、この閃光管４８を閃光させる閃光電源４９から構成されている。この閃光電源４９は、例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータ等で整流された直流高電圧をコンデンサに充電し、その放電電流で閃光管４８を発光させるようにしたものである。この除電ユニット２４は、ヘッド部２５の後方位置に配置され、帯電／除電ユニット駆動部２７により帯電ユニット２３と一緒にスライド駆動されるようになっている。
【００４８】
このように構成された除電ユニット２４は、帯電／除電ユニット駆動部２７によりスライド駆動されてシリコンウエハ７上の対向位置に移動され、コントローラ３１により制御されて作動すると、シリコンウエハ７の帯電されている領域に紫外線が照射され、帯電ユニット２３により表面に付与されているイオン化分子４４又はイオン化分子４５が除去される。なお、紫外線により除電されるという結果は本発明の発明者によって実験的に確認されている。
【００４９】
なお、プラス電位に帯電されている場合は紫外線照射により確実に除電が行なわれるが、マイナス電位に帯電されている場合は若干電荷が残る場合がある。この場合は、マイナス電位に帯電されている領域をプラス電位に帯電し直し、プラス電位の状態で紫外線を照射すると確実に除電を行なうことができる。また、紫外線照射は、閃光管４８を用いると短時間に比較的強い紫外線が得られるが、必ずしも閃光管４８を用いる必要はなく、連続的に点灯させる紫外線ランプを用いてもよい。
【００５０】
図８は、可動イオン分離ユニットのブロック構成図である。
【００５１】
同図において、図３乃至図７に示す部材と同一部材には同一番号を付している。また、真空ポンプ５１は、シリコンウエハ７をヒータステージ２１に吸着するための吸引源、表示部５２はＣＲＴ等の表示装置、操作部５３は、キーボード４を含む、処理開始及びシリコンウエハ７の処理位置へのセット／リセット等の指示や各種の処理条件を入力するための操作部である。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャートを用いて上記可動イオン分離ユニットにより実施されるＢＴ処理方法について説明する。
【００５３】
まず、処理のＳＴＡＲＴスイッチが操作され（ステップＳ１）、搬送トレイ６の保持部６１にシリコンウエハ７が装着された後（ステップＳ２）、ＬＯＡＤスイッチが操作されると（ステップＳ３）、搬送トレイ駆動部８が駆動され、ワイヤロープ１２の周回動作により搬送トレイ６が着脱位置から処理位置に下降される（ステップＳ４）。このとき、同時にシャッタ駆動部１４が駆動され、シャッタ１３が開放位置から遮蔽位置に移動して開口窓５が完全に閉塞される。
【００５４】
続いて、真空ポンプ５１が駆動され、シリコンウエハ７は開口部６１Ａを介して対向配置されているヒータステージ２１に吸着される（ステップＳ５）。続いて、帯電ユニット駆動部２７により帯電ユニット２３が待機位置から処理位置にスライド移動され、帯電ユニット２３の２個のヘッド部２５、２５′が、図１０に示すように、シリコンウエハ７の上部に対向配置される（ステップＳ６）。続いて、直流電源部２６からヘッド部２５にプラスの直流高電圧が供給され、ヘッド部２５′にマイナスの直流高電圧が供給されてシリコンウエハ７のチャージワイヤ３２と対応する領域に帯電処理が行われる（ステップＳ７）。この場合、ヘッド部２５にはプラス電圧が供給されているので、そのチャージワイヤ３２と対応する領域はプラス電位に帯電され（以下、この領域を第１領域という。）、ヘッド部２５′にはマイナス電圧が供給されているので、そのチャージワイヤ３２と対応する領域はマイナス電位に帯電される（以下、この領域を第２領域という。）。
【００５５】
続いて、帯電処理が終了すると、帯電ユニット２３が処理位置から待機位置にスライド移動された後（ステップＳ８）、ヒータ温度調節部２１２よりヒータ２１１に通電され、シリコンウエハ７の加熱処理が行われる（ステップＳ９）。この加熱処理ではシリコンウエハ７が１００℃以上の所定の高温で所定の時間（１０分程度以上）、加熱される。なお、加熱処理は、ヒータ２１１によるものに限らず、温風を吹き付けたり、赤外線を照射したりして行なうこともできる。
【００５６】
この加熱処理により可動Ｎａイオンはシリコンウエハ７のＳｉＯ2膜中を移動し、上記第１領域及び第２領域においては、図１１に示すように、可動Ｎａイオンがシリコンウエハ７の表面に付与されたイオン化分子４４，４５にそれぞれ静電的に分離される。なお、第１領域においては、プラスのイオン化分子４４が付与されているので、プラス帯電している可動Ｎａイオン５４はイオン化分子４４によりＳｉＯ2膜の下面（シリコン層との境界）に静電的に反発されて移動し、第２領域においては、マイナスのイオン化分子４５が付与されているので、可動Ｎａイオン５４はイオン化分子４５によりＳｉＯ2膜の表面に静電的に吸引されて移動し、この静電的な吸引若しくは反発の状態が保持されることで可動Ｎａイオンの分離が行われる。なお、加熱処理と帯電処理を同時に行なうようにしても可動Ｎａイオンの分離は可能である。
【００５７】
加熱処理が終了すると、ヒータ２１１への通電が停止されると共に、コントローラ３１により制御された冷却ファン２２による送風によりシリコンウエハ７に対して所定時間、冷却処理が行われる（ステップＳ１０）。この冷却処理によりシリコンウエハ７が冷却されると（例えば常温まで冷却）、上記静電的な吸引若しくは反発により分離された可動Ｎａイオンは移動が不可能となってその位置に留まった状態となる。なお、この冷却処理は、冷却ファン２２によるものに限らず、冷風を吹き付けたり、ヒータステージ２１を冷却媒体で冷却したりすることによって行なってもよい。
【００５８】
続いて、冷却処理が終了すると、除電ユニット２４が帯電／除電ユニット駆動部２７により待機位置から処理位置にスライド移動され、除電ユニット２４の閃光管４８が、図１２に示すように、シリコンウエハ７の上部に対向配置され、閃光電源４９から閃光管４８に直流高電圧が印加されて紫外線が照射されシリコンウエハ７表面の不要電荷を除去する除電処理が行われる（ステップＳ１１）。
【００５９】
この除電処理は、閃光管４８から出力される紫外線量が少ない場合には、閃光管４８を繰り返して閃光させるようにすればよい。また、マイナス電位に帯電されている第２領域の除電が十分でない場合は、例えば、ヒータステージ２１を１８０゜回転可能にしておき、マイナス電位に帯電されている第２領域を１８０゜回転させて冷却されたシリコンウエハ７をプラス電位に帯電するヘッド部２５の対向位置に配置し、ヘッド部２５だけを駆動させて第２領域をプラス電位に帯電し直す。
【００６０】
このようにプラス電位に帯電し直しても、シリコンウエハ７は冷却されているので可動イオンは当初の分離された位置に固定されたままとなる。なお、プラス電位に帯電し直す手段としては、ヒータステージ２１及びシリコンウエハ７は固定したままにしておき、直流電源部２６の接続を切り替えて第２領域に対応するヘッド部２５′にプラスの直流高電圧を供給するようにしてもよい。
【００６１】
続いて、除電処理が終了すると、真空ポンプ５１の駆動を停止してシリコンウエハ７のヒータステージ２１への吸着が解除される（ステップＳ１２）。
【００６２】
その後、操作部５３よりＵＮＬＯＡＤスイッチが操作されると（ステップＳ１３）、搬送トレイ駆動部８が駆動され、ワイヤロープ１２の周回動作により搬送トレイ６が処理位置から着脱位置に上昇される（ステップＳ１４）。搬送トレイ６が着脱位置に上昇すると、シリコンウエハ７は搬出され（ステップＳ１５）、ＢＴ処理は終了する。
【００６３】
上記のようにしてＢＴ処理の行われたシリコンウエハ７は第１領域及び第２領域のＣ−Ｖ特性を測定することにより可動イオンの数量が演算される。
【００６４】
すなわち、図１３はシリコンウエハ７のＣ−Ｖ特性例を示すものであるが、可動イオンの分離処理前のシリコンウエハ７のＣ−Ｖ特性を「１」（図では、丸付き数字で示す。）とすると、シリコンウエハ７をマイナス電位に帯電して可動イオンの分離処理をした後のＣ−Ｖ特性は「２」（図では、丸付き数字で示す。）のようにバイアス電圧Ｖのプラス側にシフトし、シリコンウエハ７をプラス電位に帯電して可動イオンの分離処理をした後のＣ−Ｖ特性は「３」（図では、丸付き数字で示す。）のようにバイアス電圧Ｖのマイナス側にシフトする。そして、これら「２」，「３」の特性の「１」の特性に対するシフト量ΔＶ１，ΔＶ２は可動イオンの数量に比例することが知られている。
【００６５】
従って、第１領域及び第２領域のＣ−Ｖ特性を測定し、各領域について上記シフト量ΔＶ１，ΔＶ２を算出することにより第１領域及び第２領域に含まれる可動イオンの数量が算出される。なお、ΔＶ１＋ΔＶ２によっても可動イオンの数量が算出できる。
【００６６】
上記のように本発明のＢＴ処理方法及びＢＴ処理装置は、除電処理を紫外線照射により行なうようにしているので、従来の純水で処理していた場合のような乾燥工程が不要となり、ＢＴ処理工程が簡素化できる。
【００６７】
また、ＢＴ処理装置に除電工程を一体に組み込んでも紫外線照射による除電手段は大型化することがないので、ＢＴ処理装置の小型化が可能となる。
【００６８】
更に、本発明のＢＴ処理装置では、ＢＴ処理の完全自動化が可能であるので、ＢＴ処理の作業者によるばらつきが軽減され、ＢＴ処理精度が向上する。
【００６９】
更には、必要以上に紫外線照射を行なっても、シリコンウエハ７に大きなダメージを与えることがないので、除電ユニット２４の調整を比較的ラフに行なうことができ、ＢＴ処理装置の操作が容易となる。
【００７０】
また、上記の実施形態においては、シリコンウエハ７に２個のヘッド部２５、２５′を対向配置し、それぞれのヘッド部２５、２５′で互いに異なる極性の帯電を行うようにしているので、プラス電位に帯電した場合と、マイナス電位に帯電した場合の酸化膜評価を同時に行うことができる。なお、ヘッド部２５、２５′を１個のみとし、プラス電位の帯電又はマイナス電位の帯電だけでＢＴ処理を行なうこともできるし、直流電源部２６の極性を切り替えできるようにしておき、１個のヘッド部２５でシリコンウエハ７の異なる領域の帯電を行ない、プラス電位の帯電による酸化膜評価と、マイナス電位の帯電による酸化膜評価を同時に行うようにすることもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、ＢＴ処理方法において、半導体ウエハの表面の除電を紫外線の照射により行なうようにしたので、ＢＴ処理工程を簡素化することができる。
【００７２】
また、ＢＴ処理方法において、半導体ウエハの表面の少なくとも一部の領域をマイナス電位に帯電するようにしたので、マイナス電位の帯電による酸化膜評価を行なうことができる。
【００７３】
また、ＢＴ処理方法において、半導体ウエハの表面のマイナス電位に帯電された領域をプラス電位に帯電し直し、その後に紫外線を照射して除電するようにしたので、半導体ウエハの表面の除電を確実に行なうことができ、マイナス電位の帯電による酸化膜評価を高精度で行なうことができる。
【００７４】
また、ＢＴ処理装置において、紫外線を照射して半導体ウエハの表面を除電する除電手段を備えているので、小型化が可能となる。
【００７５】
また、ＢＴ処理装置において、除電手段が、紫外線を発生する閃光管と、この閃光管を閃光させる閃光電源とを有しているので、比較的強い紫外線照射により短時間で半導体ウエハの表面の除電を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＢＴ処理方法を実施するＢＴ処理装置である可動イオン分離ユニットを備えたＣ−Ｖ測定システム用外部ユニットの正面図である。
【図２】  図１に示すＣ−Ｖ測定システム用外部ユニットの左側面図である。
【図３】  本発明に係るＢＴ処理方法を実施するＢＴ処理装置である可動イオン分離ユニットの内部構造を示す概略側面図である。
【図４】  図３に示す可動イオン分離ユニットにおける帯電ユニットのヘッド部の構造を示す縦断面図である。
【図５】  シリコンウエハの上部に帯電ユニットのヘッド部が対向配置された状態を示す断面図である。
【図６】  帯電ユニットによるシリコンウエハの帯電を説明するための図である。
【図７】  図３に示す可動イオン分離ユニットにおける除電ユニットの構造を示す要部断面図である。
【図８】  図３に示す可動イオン分離ユニットのブロック構成図である。
【図９】  図３に示す可動イオン分離ユニットによるＢＴ処理方法を説明するフローチャートである。
【図１０】  帯電ユニットの２個のヘッド部とシリコンウエハとの位置関係を説明するための斜視図である。
【図１１】  シリコンウエハの酸化膜中の可動イオンが分離する原理を説明する図である。
【図１２】  除電ユニットとシリコンウエハとの位置関係を説明するための斜視図である。
【図１３】  可動イオンの分離処理によるＣ−Ｖ特性の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  Ｃ−Ｖ測定システム用外部ユニット
２  ユニット本体
３  可動イオン分離ユニット（ＢＴ処理装置）
３０１  ユニット本体
４  キーボード
５  開口窓
６  搬送トレイ
６１  保持部
６１Ａ  開口部
６２  支持部
７  シリコンウエハ（半導体ウエハ）
８  搬送トレイ駆動部
９  支持板
１０、１１  プーリ
１２  ワイヤロープ
１３  シャッタ
１４  シャッタ駆動部
１５  支持板
１６、１７  プーリ
１８  ワイヤロープ
１９  テーブル
２０  ヒータユニット
２１  ヒータステージ（加熱手段）
２２  冷却ファン（冷却手段）
２３  帯電ユニット（帯電手段）
２４  除電ユニット（除電手段）
２５  ヘッド部
２６  直流電源部
２７  帯電／除電ユニット駆動部
２８、２９  プーリ
３０  ワイヤロープ
３１  コントローラ
３２  チャージワイヤ
３３  シールドケース
３４  端子部
３９  接続端子
４０  蓋体
４１  電源供給線路
４４，４５  イオン化分子
４８  閃光管
４９  閃光電源
５１  真空ポンプ
５２  表示部
５３  操作部
５４  可動Ｎａイオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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