(57)【要約】【課題】  ショットキー電極のバリアハイトをより正確に制御する。【解決手段】  半導体装置の製造方法であって、セット工程、処理工程、取出工程及びショットキー接触工程を有する。セット工程では、ロードロック室と成膜室を有する電極形成装置のロードロック室内に、ＳｉＣを主材料とする複数のメイン半導体ウエハと、複数のサブ半導体ウエハをセットする。処理工程では、ロードロック室と成膜室を減圧した状態で、複数のメイン半導体ウエハのうちの一部をロードロック室から成膜室に搬送するとともに成膜室内に搬送したメイン半導体ウエハの表面に表面電極を形成する処理を繰り返す。取出工程では、電極形成装置から表面電極が形成された複数のメイン半導体ウエハと複数のサブ半導体ウエハを取り出す。ショットキー接触工程では、表面電極をメイン半導体ウエハにショットキー接触させる。【選択図】図２
2018085379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
ロードロック室と成膜室を有する電極形成装置の前記ロードロック室内に、ＳｉＣを主材料とする複数のメイン半導体ウエハと、複数のサブ半導体ウエハをセットするセット工程と、
前記ロードロック室と前記成膜室を減圧した状態で、前記複数のメイン半導体ウエハのうちの一部を前記ロードロック室から前記成膜室に搬送するとともに前記成膜室内に搬送した前記メイン半導体ウエハの表面に表面電極を形成する処理を繰り返す処理工程と、
前記電極形成装置で前記複数のサブ半導体ウエハに電極を形成することなく、前記電極形成装置から、前記表面電極が形成された前記複数のメイン半導体ウエハと、前記複数のサブ半導体ウエハを取り出す取出工程と、
前記表面電極を前記メイン半導体ウエハにショットキー接触させるショットキー接触工程、
を有する製造方法。
【請求項２】
前記各サブ半導体ウエハの表面に、開口部を備える絶縁層が設けられている請求項１の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁層が、酸化シリコン層である請求項２の製造方法。
【請求項４】
前記セット工程の前に、前記サブ半導体ウエハの表面にＣＶＤによって前記絶縁層を形成する工程をさらに有する請求項２または３の製造方法。
【請求項５】
前記セット工程と、前記処理工程と、前記取出工程と、前記ショットキー接触工程を含む工程シーケンスを複数回繰り返し、
前記各工程シーケンスにおいて、同一の半導体ウエハを前記サブ半導体ウエハとして用いる、
請求項１〜４の何れか一項の製造方法。
【請求項６】
前記セット工程と、前記処理工程と、前記取出工程と、前記ショットキー接触工程を含む工程シーケンスを複数回繰り返し、
前記各工程シーケンスにおいて、以前の工程シーケンスで前記サブ半導体ウエハとして用いた半導体ウエハを前記メイン半導体ウエハとして用いる請求項１〜４の何れか一項の製造方法。
【請求項７】
前記セット工程の前に、前記複数のサブ半導体ウエハを水で洗浄する工程をさらに有する請求項１〜６のいずれか一項の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、ショットキー電極を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
特許文献１に、ＳｉＣ（炭化シリコン）を主材料とする半導体ウエハの表面にショットキー電極を形成する技術が開示されている。この技術では、ショットキー電極の半導体ウエハに接触する部分を、酸化物層により構成する。この技術によれば、ショットキー電極のバリアハイトを高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＳｉＣを主材料とする半導体ウエハの表面にショットキー電極を形成するときに、ロードロック室と成膜室を有する電極形成装置を用いることができる。このような電極形成装置を用いる場合には、まず、ロードロック室内に複数の半導体ウエハをセットする。次に、ロードロック室と成膜室の内部を減圧する。次に、ロードロック室から所定数（例えば、１枚）の半導体ウエハを成膜室に搬送し、成膜室内で半導体ウエハの表面に表面電極を形成する。成膜室内で表面電極の形成が完了したら、別の半導体ウエハをロードロック室から成膜室に搬送し、搬送した半導体ウエハに表面電極を形成する。この処理を繰り返すことで、各半導体ウエハの表面に表面電極を形成する。その後、電極形成装置から半導体ウエハを取り出し、半導体ウエハに熱処理等を実施することで、表面電極を半導体ウエハにショットキー接触させることができる。若しくは、表面電極を形成するのと同時に表面電極が半導体ウエハにショットキー接触してもよい。すなわち、表面電極が、ショットキー電極となる。
【０００５】
上述した電極形成装置を用いてショットキー電極を形成する場合に、半導体ウエハ毎にショットキー電極のバリアハイトにばらつきが生じることが判明した。より詳細には、ロードロック室内にセットされた複数の半導体ウエハのうちで、早いタイミングで表面電極が形成された半導体ウエハ（以下、早期の半導体ウエハという）では、遅いタイミングで表面電極が形成された半導体ウエハ（以下、後期の半導体ウエハという）よりも、ショットキー電極のバリアハイトが高くなることが判明した。このため、量産時に、ショットキー電極のバリアハイトを正確に制御することが難しい。したがって、本明細書では、ショットキー電極のバリアハイトをより正確に制御する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、バリアハイトに差が生じる理由の１つとして、半導体ウエハの表面における水分量の影響があると考えた。一般に、半導体ウエハの表面には、微量の水分が存在する。半導体ウエハの表面にショットキー電極を形成すると、水分中の酸素原子が半導体ウエハとショットキー電極の界面（ショットキー界面）に取り込まれると考えられる。酸素原子は、ショットキー界面において何等かの酸化物として存在すると考えられる。バリアハイトはショットキー界面の状態によって大きい影響を受けるので、ショットキー界面に存在する酸素原子の量によってバリアハイトが変化すると考えられる。つまり、ショットキー電極を形成するときに半導体ウエハの表面に存在する水分量によって、ショットキー電極のバリアハイトが変化すると考えられる。
【０００７】
ロードロック室内に複数の半導体ウエハをセットし、ロードロック室内を減圧すると、半導体ウエハの表面から水分が離脱（気化）する。このため、ロードロック室内で待機している間に、半導体ウエハの表面の水分量が減少する。早期の半導体ウエハは、ロードロック室内で待機する時間が短いので、表面の水分量が多い状態でその表面に表面電極が形成される。したがって、早期の半導体ウエハでは、ショットキー界面に取り込まれる酸素原子が多く、そのショットキー界面のバリアハイトが高いと考えられる。他方、後期の半導体ウエハは、ロードロック室内で待機する時間が長いので、表面の水分量が少ない状態でその表面に表面電極が形成される。したがって、後期の半導体ウエハでは、ショットキー界面に取り込まれる酸素原子が少なく、そのショットキー界面のバリアハイトが低いと考えられる。以上の考察に基づいて、本明細書では以下の製造方法を提案する。
【０００８】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、セット工程と、処理工程と、取出工程と、ショットキー接触工程を有する。セット工程では、ロードロック室と成膜室を有する電極形成装置の前記ロードロック室内に、ＳｉＣを主材料とする複数のメイン半導体ウエハと、複数のサブ半導体ウエハをセットする。処理工程では、前記ロードロック室と前記成膜室を減圧した状態で、前記複数のメイン半導体ウエハのうちの一部を前記ロードロック室から前記成膜室に搬送するとともに前記成膜室内に搬送した前記メイン半導体ウエハの表面に表面電極を形成する処理を繰り返す。取出工程では、前記電極形成装置で前記複数のサブ半導体ウエハに電極を形成することなく、前記電極形成装置から前記表面電極が形成された前記複数のメイン半導体ウエハと前記複数のサブ半導体ウエハを取り出す。ショットキー接触工程では、前記表面電極を前記メイン半導体ウエハにショットキー接触させる。
【０００９】
なお、上記の「サブ半導体ウエハ」は、ＳｉＣを主材料とする半導体ウエハであってもよいし、他の半導体ウエハであってもよい。また、上記の「メイン半導体ウエハ」と「サブ半導体ウエハ」の表面には、絶縁層等が設けられていてもよい。また、「ショットキー接触工程」は、任意のタイミングで実施することができる。例えば、ショットキー接触工程を、表面電極の形成後に実施してもよい。また、メイン半導体ウエハの表面に表面電極を形成するのと同時に表面電極がメイン半導体ウエハにショットキー接触してもよい。この場合、ショットキー接触工程は、メイン半導体ウエハの表面に表面電極を形成するのと同時に実施されたとみなすことができる。
【００１０】
この製造方法では、セット工程において、ロードロック室内にメイン半導体ウエハとサブ半導体ウエハがセットされる。その後、処理工程において、ロードロック室と成膜室が減圧される。処理工程の間に、メイン半導体ウエハが順番に成膜室に搬送されてその表面に表面電極が形成される。各メイン半導体ウエハの表面に表面電極が形成されたら、サブ半導体ウエハの表面に電極を形成することなく、取出工程においてメイン半導体ウエハとサブ半導体ウエハが電極形成装置から取り出される。すなわち、処理工程ではサブ半導体ウエハの表面には電極は形成されない。つまり、従来の製造方法では、ロードロック室内にセットされた全ての半導体ウエハに対して表面電極が形成されるのに対し、本明細書が開示する製造方法では、ロードロック室内にセットされた半導体ウエハのうちのメイン半導体ウエハに表面電極が形成されるが、サブ半導体ウエハには電極が形成されない。この点で、本明細書が開示する製造方法は、従来の製造方法とは異なる。ショットキー接触工程において、表面電極がメイン半導体ウエハにショットキー接触する。すなわち、ショットキー電極が形成される。
【００１１】
従来の製造方法では、ロードロック室が減圧されると、ロードロック室内の半導体ウエハの表面から水分が離脱する。ロードロック室の減圧を開始した直後は、ロードロック室の空間中の水分濃度は高い。ロードロック室の減圧を開始してからの時間が経過するのにしたがって、ロードロック室の空間中の水分濃度が低下し、各半導体ウエハの表面における水分量が低下する。従来の製造方法では、ロードロック室内の全ての半導体ウエハに対して表面電極（ショットキー電極となる電極）を形成するので、後期の半導体ウエハ（特に、最後の半導体ウエハ）がロードロック室内で待機する時間が長い。したがって、後期の半導体ウエハに対して、表面の水分が極めて少ない状態で表面電極が形成される。このため、後期の半導体ウエハのバリアハイトは、早期の半導体ウエハのバリアハイトよりも大幅に低くなる。
【００１２】
他方、本明細書が開示する製造方法では、ロードロック室が減圧されると、ロードロック室内のメイン半導体ウエハ及びサブ半導体ウエハの表面から水分が離脱する。メイン半導体ウエハ及びサブ半導体ウエハの総数を、従来の製造方法の半導体ウエハの総数と同程度にすれば、本明細書が開示する製造方法では従来の製造方法と略同程度またはそれ以上の量の水分をロードロック室内に供給することができる。また、本明細書が開示する製造方法では、メイン半導体ウエハに表面電極（ショットキー電極となる電極）を形成し、サブ半導体ウエハに電極を形成しないので、全てのメイン半導体ウエハにショットキー電極を形成するのに要する時間が短い。したがって、後期のメイン半導体ウエハがロードロック室内で待機する時間が短い。このため、後期のメイン半導体ウエハに対してショットキー電極を形成するまでの間に、ロードロック室内の空間中の水分濃度がそれほど低下しない。したがって、後期のメイン半導体ウエハの表面における水分量がそれほど低下しない。このため、後期の半導体ウエハに対して、表面の水分が比較的多い状態で表面電極が形成される。このため、後期の半導体ウエハのバリアハイトは早期の半導体ウエハのバリアハイトよりも低くなるが、その差は小さい。
【００１３】
このように、本明細書が開示する製造方法では、ロードロック室内に従来の製造方法と同程度またはそれ以上の水分を供給することができる一方で、後期のメイン半導体ウエハがロードロック室内で待機する時間が短い。したがって、ショットキー電極のバリアハイトのばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電極形成装置の概略図。
【図２】実施例１の製造方法を示すフローチャート。
【図３】メイン半導体ウエハ及びサブ半導体ウエハの断面図。
【図４】セットされる半導体ウエハの説明図。
【図５】電極形成後のメイン半導体ウエハの断面図。
【図６】電極パターニング後のメイン半導体ウエハの断面図。
【図７】セットされる半導体ウエハの枚数毎に待機時間とバリアハイトの関係を示すグラフ。
【図８】実施例１の製造方法を用いた場合における待機時間とバリアハイトの関係を示すグラフ。
【図９】実施例２の１回目の工程シーケンスでセットされる半導体ウエハの説明図。
【図１０】実施例２の２回目の工程シーケンスでセットされる半導体ウエハの説明図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例の製造方法で使用する電極形成装置９０を示している。電極形成装置９０は、ロードロック室９２、搬送室９４、加熱室９６、成膜室９８を有している。なお、電極形成装置９０のその他の部屋は、以下に説明する製造方法では使用しないので、説明を省略する。ロードロック室９２、加熱室９６及び成膜室９８は、搬送室９４に接続されている。搬送室９４とその他の部屋（ロードロック室９２、加熱室９６及び成膜室９８）の間には、開閉可能な扉が設けられている。ロードロック室９２、搬送室９４、加熱室９６及び成膜室９８のそれぞれの内部は、減圧可能とされている。ロードロック室９２は、取出口を有している。取出口を介して、外部からロードロック室９２に半導体ウエハを搬入することができ、ロードロック室９２から外部に半導体ウエハを搬出することができる。搬送室９４内には、半導体ウエハを搬送するための搬送装置が設置されている。搬送装置は、ロードロック室９２、加熱室９６及び成膜室９８の間で半導体ウエハを搬送する。加熱室９６は、その内部で半導体ウエハを加熱することができる。成膜室９８は、その内部で半導体ウエハの表面に金属膜を成膜することができる。
【００１６】
実施例１では、電極形成装置９０を用いて、ショットキー電極を有する半導体装置を製造する。製造される半導体装置は、ショットキーバリアダイオード（以下、ＳＢＤという）であってもよいし、ＳＢＤと他の半導体素子を組み合わせた半導体装置であってもよいし、ショットキー電極を有する他の半導体装置であってもよい。図２は、実施例１の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、実施例１の製造方法では、メイン半導体ウエハ１０とサブ半導体ウエハ２０を使用する。メイン半導体ウエハ１０とサブ半導体ウエハ２０は、ＳｉＣを主材料とする半導体ウエハである。メイン半導体ウエハ１０は、製品となる半導体ウエハであり、その内部に半導体素子構造が形成されている。サブ半導体ウエハ２０は、製品とならない半導体ウエハであり、その内部に半導体素子構造が形成されていない。
【００１７】
図３は、メイン半導体ウエハ１０とサブ半導体ウエハ２０の断面を示している。なお、図３は、メイン半導体ウエハ１０とサブ半導体ウエハ２０の共通する構造を示している。図２のステップＳ２では、図３に示すように、メイン半導体ウエハ１０の表面１０ａに絶縁層１２を形成する。より詳細には、まず、常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって、メイン半導体ウエハ１０の表面１０ａの全体に絶縁層１２を形成する。絶縁層１２は、酸化シリコンにより構成されている。常圧ＣＶＤにより絶縁層１２を形成すると、絶縁層１２は、その表面側で緻密となり、メイン半導体ウエハ１０側で表面側よりもポーラスとなる。次に、絶縁層１２を選択的にエッチングすることで、図３に示すように絶縁層１２に複数の開口部１４を形成する。開口部１４内に、メイン半導体ウエハ１０の表面１０ａが露出する。
【００１８】
ステップＳ４では、フッ酸によってメイン半導体ウエハ１０の表面１０ａから自然酸化膜を除去する。さらに、メイン半導体ウエハ１０の表面を流水によって洗浄する。このとき、メイン半導体ウエハ１０の表面に水分が付与される。
【００１９】
ステップＳ６では、図３に示すように、サブ半導体ウエハ２０の表面２０ａに絶縁層２２を形成する。より詳細には、まず、常圧ＣＶＤによって、サブ半導体ウエハ２０の表面２０ａの全体に絶縁層２２を形成する。絶縁層２２は、酸化シリコンにより構成されている。常圧ＣＶＤにより絶縁層２２を形成すると、絶縁層２２は、その表面側で緻密となり、サブ半導体ウエハ２０側で表面側よりもポーラスとなる。次に、絶縁層２２を選択的にエッチングすることで、図３に示すように絶縁層２２に複数の開口部２４を形成する。開口部２４内に、サブ半導体ウエハ２０の表面２０ａが露出する。また、開口部２４の側面に、絶縁層２２のポーラスな部分（サブ半導体ウエハ２０側の部分）が露出する。なお、ステップＳ６では、上記のように図３に示す構造のサブ半導体ウエハ２０を新たに作成してもよいが、予め作成しておいた図３に示す構造のサブ半導体ウエハ２０を準備するだけでもよい。例えば、以前に実施した製造工程で使用済みのサブ半導体ウエハ２０を、再度使用してもよい。
【００２０】
ステップＳ８では、図３に示すサブ半導体ウエハ２０を流水によって洗浄する。このとき、サブ半導体ウエハ２０の表面に水分が付与される。
【００２１】
ステップＳ１０では、メイン半導体ウエハ１０とサブ半導体ウエハ２０を、電極形成装置９０のロードロック室９２内にセットする。図４に示すように、ロードロック室９２内には、多数のスロットを備えるラック９２ａが設置されている。各スロットには、下側から順に番号が付されている。スロット１には、ダミー半導体ウエハが設置される。ダミー半導体ウエハは、電極形成工程を安定させるための半導体ウエハであり、製品とならない半導体ウエハである。スロット２〜８に、メイン半導体ウエハ１０が設置される。スロット９〜２５に、サブ半導体ウエハ２０が設置される。スロット１〜２５に各半導体ウエハを設置した後に、ロードロック室９２を密閉し、ロードロック室９２内を減圧する。なお、その他の部屋（すなわち、搬送室９４、加熱室９６及び成膜室９８等）は、既に減圧されている。
【００２２】
ステップＳ１２では、搬送室９４内の搬送装置によって、ロードロック室９２内の複数の半導体ウエハのうちの１つを、成膜室９８に搬送する。なお、半導体ウエハは、加熱室９６を経由して成膜室９８に搬送される。半導体ウエハは、成膜室９８に搬送される前に、加熱室９６で予備加熱される。ステップＳ１２では、電極形成前の半導体ウエハのうちで最も番号が小さいスロットに設置されている半導体ウエハを成膜室９８に搬送する。ステップＳ１４では、成膜室９８内に設置された半導体ウエハの表面に、スパッタリングまたは蒸着によって、表面電極（例えば、モリブデン、チタン、ニッケル等の金属膜）を成膜する。ステップＳ１６では、搬送室９４内の搬送装置によって、表面電極形成後の半導体ウエハを、成膜室９８からロードロック室９２内の元のスロットに搬送する。ステップＳ１８では、最後のメイン半導体ウエハ１０（すなわち、スロット８のメイン半導体ウエハ１０）に対する処理が完了したか否かを判定する。ステップＳ１８でＮＯと判定された場合には、ステップＳ１２〜Ｓ１８が繰り返される。
【００２３】
最初のステップＳ１２では、スロット１のダミー半導体ウエハが成膜室９８に搬送される。ステップＳ１４でダミー半導体ウエハに表面電極が形成され、ステップＳ１６でダミー半導体ウエハがスロット１に戻される。次に、ステップＳ１８でＮＯと判定され、再度ステップＳ１２が実行される。
【００２４】
次のステップＳ１２では、スロット２のメイン半導体ウエハ１０が成膜室９８に搬送される。ステップＳ１４では、図５に示すように、メイン半導体ウエハ１０の表面１０ａに表面電極１６が形成される。表面電極１６は、開口部１４内でメイン半導体ウエハ１０に接触する。その後、ステップＳ１６で、表面電極１６が形成されたメイン半導体ウエハ１０がスロット２に戻される。次に、ステップＳ１８でＮＯと判定され、再度ステップＳ１２が実行される。次のステップＳ１２〜１８では、スロット３のメイン半導体ウエハ１０に表面電極１６が形成される。ステップＳ１２〜１８が繰り返されることで、スロット２〜８のメイン半導体ウエハ１０の表面に表面電極１６が形成される。スロット８のメイン半導体ウエハ１０に対する表面電極１６の形成が完了したら、ステップＳ１８でＹＥＳと判定される。すると、ステップＳ２０で、ロードロック室９２を開いて、スロット１〜２５の半導体ウエハを外部に取り出す。すなわち、この製造方法では、スロット２〜８のメイン半導体ウエハ１０に表面電極１６を形成し、スロット９〜２５のサブ半導体ウエハ２０に電極を形成しない。
【００２５】
メイン半導体ウエハ１０をロードロック室９２から取り出したら、ステップＳ２２で、図６に示すように表面電極１６をパターニングする。次に、ステップＳ２４で、メイン半導体ウエハ１０を約６００℃でアニールして、表面電極１６とメイン半導体ウエハ１０を合金化する。これによって、表面電極１６がメイン半導体ウエハ１０に対してショットキー接触する。その後、その他の必要な電極、絶縁層等をメイン半導体ウエハ１０の表面に形成し（ステップＳ２６）、その後にメイン半導体ウエハ１０を複数の半導体チップに分割する（ステップＳ２８）。以上の工程によって、半導体装置が完成する。
【００２６】
上述したように、実施例１の製造方法では、表面電極１６を形成するメイン半導体ウエハ１０に加えて、表面電極１６を形成しないサブ半導体ウエハ２０をロードロック室９２にセットする。半導体ウエハのセット後にロードロック室９２を減圧すると、各半導体ウエハの表面から水分が気化する。２５個のスロットに半導体ウエハがセットされているので、２５枚の半導体ウエハからロードロック室９２内に水分が供給される。このため、ロードロック室９２内の空間の水分濃度が上昇する。ロードロック室９２内のガスは常時外部に排出されており、また、各半導体ウエハから気化する水分は徐々に減少するので、時間の経過に従ってロードロック室９２内の空間の水分濃度は減少する。しかしながら、ロードロック室９２内に設置されている半導体ウエハの数が多いので、水分の供給源が多く、ロードロック室９２内の空間の水分濃度の減少速度は遅い。ロードロック室９２内の空間の水分濃度の減少速度が遅いので、各メイン半導体ウエハ１０の表面における水分量の減少速度も遅い。
【００２７】
なお、図７は、ロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数ｎを異ならせて、各半導体ウエハにショットキー電極を形成したときのバリアハイトφＢの変化を示している。なお、図７の実験ではロードロック室９２内にセットした全ての半導体ウエハにショットキー電極を形成している（すなわち、サブ半導体ウエハを使用していない）ので、この実験で用いた方法は実施例１の製造方法とは異なる。図７の横軸は、ロードロック室９２内における待機時間を規格化して示している。図７では、ロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数ｎが、２枚、４枚、５枚、及び、８枚である各場合をグラフで示している。図７に示すように、ロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数ｎが多いほど、待機時間が長くなったときのバリアハイトの低下の割合が小さい。この実験結果から、ロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数ｎが多いほど、半導体ウエハの表面における水分量の低下速度が遅くなることが分かる。つまり、図７の実験結果から、実施例１のようにロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数を多くすることで、待機時間中にメイン半導体ウエハ１０の表面における水分量の減少速度を遅くすることが可能なことが分かる。
【００２８】
また、実施例１の製造方法では、スロット２〜８の７枚のメイン半導体ウエハ１０に対して表面電極１６を形成し、スロット９〜２５のサブ半導体ウエハ２０に対して表面電極１６を形成しない。つまり、ロードロック室９２内にセットする半導体ウエハの数に対し、表面電極１６を形成する半導体ウエハの数が少ない。メイン半導体ウエハ１０に対する表面電極１６の形成は一枚ずつ行われるので、後期のメイン半導体ウエハ１０（例えば、最後（スロット８）のメイン半導体ウエハ１０）がロードロック室９２内で待機する時間は、早期のメイン半導体ウエハ１０（例えば、最初（スロット２）のメイン半導体ウエハ１０）がロードロック室９２内で待機する時間よりも長い。しかしながら、表面電極１６を形成するメイン半導体ウエハ１０の数が少ないので、早期のメイン半導体ウエハ１０と後期のメイン半導体ウエハ１０とで待機時間の差が少ない。
【００２９】
以上に説明したように、実施例１の製造方法では、ロードロック室９２内で各メイン半導体ウエハ１０の表面における水分量の減少速度が遅く、かつ、早期のメイン半導体ウエハ１０と後期のメイン半導体ウエハ１０とで待機時間の差が少ない。したがって、早期のメイン半導体ウエハ１０に表面電極１６が形成されるときにその表面に存在する水分量と、後期のメイン半導体ウエハ１０に表面電極１６が形成されるときにその表面に存在する水分量との差が少ない。このため、ステップＳ２４のアニール時に、早期のメイン半導体ウエハ１０のショットキー界面に取り込まれる酸素分子の量と、後期のメイン半導体ウエハ１０のショットキー界面に取り込まれる酸素分子の量の差が少ないと考えられる。したがって、早期のメイン半導体ウエハ１０のショットキー界面のバリアハイトと、後期のメイン半導体ウエハ１０のショットキー界面のバリアハイトの差が少ない。この製造方法によれば、バリアハイトのばらつきを抑制しながら、ショットキー電極を有する半導体装置を製造することができる。
【００３０】
また、実施例１の製造方法では、サブ半導体ウエハ２０の表面に絶縁層２２が形成されている。絶縁層２２（特に、酸化シリコン）は、半導体層に比べてポーラスであるので、半導体層よりも水分を吸収し易い。したがって、絶縁層２２を有するサブ半導体ウエハ２０をロードロック室９２にセットすることで、ロードロック室９２内により多くの水分を供給することができる。特に、ＣＶＤで形成された絶縁層２２は、サブ半導体ウエハ２０側でよりポーラスになる。また、絶縁層２２に開口部２４が形成されているので、絶縁層２２のポーラスな部分が開口部２４の側面に露出している。このため、絶縁層２２のポーラスな部分からより多くの水分がロードロック室９２内に供給される。また、実施例１の製造方法では、ロードロック室９２内にセットする前にサブ半導体ウエハ２０を水で洗浄する。このため、サブ半導体ウエハ２０（特に、絶縁層２２）により多くの水分を付与することができ、ロードロック室９２内により多くの水分を供給することができる。このため、ロードロック室９２内の空間中の水分濃度の減少速度をより遅くすることができる。その結果、待機時間中におけるメイン半導体ウエハ１０の表面における水分量の減少速度をより遅くすることができる。
【００３１】
なお、図８は、実施例１の製造方法によってメイン半導体ウエハ１０にショットキー電極を形成したときのバリアハイトφＢの変化を示している。図８の横軸は、ロードロック室９２内における待機時間を、図７と同じ方法で規格化して示している。図８と図７を比較することで明らかなように、実施例１の製造方法によれば、待機時間が長い場合でもバリアハイトの低下の割合が小さくなる。図８から、実施例１の製造方法によれば、ロードロック室９２内により多くの水分が供給され、メイン半導体ウエハ１０の表面における水分量の低下速度が遅くなることが分かる。
【００３２】
このように、実施例１の製造方法では、待機時間によるバリアハイトの低下がより生じ難い。したがって、実施例１の製造方法によれば、バリアハイトのばらつきを効果的に抑制することができる。
【００３３】
また、ショットキー電極のバリアハイトは、メイン半導体ウエハ１０の表面の状態に大きく影響されるので、ロードロック室９２内に過度に水分を供給すると、バリアハイトの制御が困難となる。実施例１のように、サブ半導体ウエハ２０を用いることによって、ロードロック室に適量の水分を供給することができる。
【００３４】
なお、サブ半導体ウエハ２０は、再利用することができる。つまり、図９の工程シーケンス（図２のステップＳ２〜Ｓ２８に相当する工程群）を繰り返し実施する場合に、同一のサブ半導体ウエハ２０を各工程シーケンスで繰り返し使用することができる。
【００３５】
なお、上述した実施例１ではサブ半導体ウエハ２０がＳｉＣを主材料とする半導体ウエハであったが、サブ半導体ウエハ２０が他の材料により構成されていてもよい。
【実施例２】
【００３６】
上述した実施例１の製造方法では、サブ半導体ウエハとして製品にならない半導体ウエハを使用した。これに対し、実施例２の製造方法では、サブ半導体ウエハとして製品になる半導体ウエハを使用する。
【００３７】
図９、１０は、実施例２の製造方法においてロードロック室９２の各スロットにセットする半導体装置を示している。図９は１回目の工程シーケンス（図２のステップＳ２〜Ｓ２８に相当する工程群）における半導体ウエハを示しており、図１０は２回目の工程シーケンス（図２のステップＳ２〜Ｓ２８に相当する工程群）における半導体ウエハを示している。
【００３８】
図９に示すように、１回目の工程シーケンスでは、メイン半導体ウエハとしてスロット２〜１３に第１半導体ウエハ３１がセットされ、サブ半導体ウエハとしてスロット１４〜２５に第２半導体ウエハ３２がセットされる。第１半導体ウエハ３１と第２半導体ウエハ３２は、実施例１のステップＳ１０の実施前のメイン半導体ウエハ１０（すなわち、製品用の半導体ウエハ）と同じ構造を有している。このように半導体ウエハをセットして、実施例１と同様にステップＳ１０〜Ｓ２６を実施することで、第１半導体ウエハ３１（すなわち、スロット２〜１３の半導体ウエハ）にショットキー電極を形成する。１回目の工程シーケンスでは、各第１半導体ウエハ３１にショットキー電極を形成することができるとともに、第１半導体ウエハ３１の間でのバリアハイトのばらつきが抑制される。
【００３９】
第１半導体ウエハ３１にショットキー電極を形成したら、次に、２回目の工程シーケンスを行う。図１０に示すように、２回目の工程シーケンスでは、メイン半導体ウエハとしてスロット２〜１３に第２半導体ウエハ３２がセットされ、サブ半導体ウエハとしてスロット１４〜２５に第３半導体ウエハ３３がセットされる。第３半導体ウエハ３３は、実施例１のステップＳ１０の実施前のメイン半導体ウエハ１０（すなわち、製品用の半導体ウエハ）と同じ構造を有している。このように半導体ウエハをセットして、実施例１と同様にステップＳ１０〜Ｓ２６を実施することで、第２半導体ウエハ３２（すなわち、スロット２〜１３の半導体ウエハ）にショットキー電極を形成する。２回目の工程シーケンスでは、各第２半導体ウエハ３２にショットキー電極を形成することができるとともに、第２半導体ウエハ３２の間でのバリアハイトのばらつきが抑制される。なお、第３半導体ウエハ３３は、次の工程シーケンスでメイン半導体ウエハとして用いられる。
【００４０】
以上に説明したように、実施例２の製造方法では、１回目の工程シーケンスでサブ半導体ウエハとして用いられた第２半導体ウエハ３２が、２回目の工程シーケンスではメイン半導体ウエハとして用いられる。すなわち、実施例２の製造方法では、後に製品となる半導体ウエハをサブ半導体ウエハとして用いる。実施例２の製造方法によれば、サブ半導体ウエハ専用の半導体ウエハ（製品とならない半導体ウエハ）が不要となるので、より低コストで半導体装置を製造することができる。なお、１回目の工程シーケンスでサブ半導体ウエハとして用いられた半導体ウエハを、３回目以降の工程シーケンスでメイン半導体ウエハとして用いてもよい。
【００４１】
なお、上述した実施例１、２では、ステップＳ２４で表面電極１６を半導体ウエハにショットキー接触させたが、表面電極１６を形成するのと同時に表面電極１６が半導体ウエハにショットキー接触してもよい。
【００４２】
また、上述した実施例１、２では、メイン半導体ウエハを１枚ずつ成膜室９８に搬送した（すなわち、１枚ずつ表面電極１６を形成した）。しかしながら、メイン半導体ウエハを２枚以上の所定数量ずつ成膜室９８に搬送してもよい（すなわち、２枚以上の所定数量ずつ表面電極１６を形成してもよい）。
【００４３】
また、上述した実施例１、２では、表面電極１６を形成した後の半導体ウエハを元のスロットに戻したが、表面電極１６を形成した後の半導体ウエハを別の位置（例えば、電極形成後の半導体ウエハを収容するための他の部屋等）に搬送してもよい。
【００４４】
実施例の構成要素と請求項の構成要素との関係について説明する。実施例のステップＳ１０は、請求項のセット工程の一例である。実施例のステップＳ１２〜Ｓ１８は、請求項の処理工程の一例である。実施例のステップＳ２０は、請求項の取出工程の一例である。実施例のステップＳ２４は、請求項のショットキー接触工程の一例である。実施例のステップＳ６は、請求項のＣＶＤによって絶縁層を形成する工程の一例である。
【００４５】
本明細書が開示する技術要素について、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。
【００４６】
本明細書が開示する一例の製造方法においては、各サブ半導体ウエハの表面に、開口部を備える絶縁層が設けられていてもよい。この場合において、絶縁層が、酸化シリコン層であってもよい。また、絶縁層は、セット工程の前に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって形成されたものであってもよい。
【００４７】
この構成によれば、絶縁層の開口部内の側面から水分が離脱し易い。このため、ロードロック室内により多くの水分を供給することができる。したがって、メイン半導体ウエハの表面からの水分の離脱が抑制され、より効果的にバリアハイトの低下を抑制することができる。
【００４８】
本明細書が開示する一例の製造方法では、セット工程と、処理工程と、取出工程と、ショットキー接触工程を含む工程シーケンスを複数回繰り返し、各工程シーケンスにおいて、同一の半導体ウエハを前記サブ半導体ウエハとして用いてもよい。
【００４９】
この構成によれば、製品として用いない半導体ウエハを、サブ半導体ウエハとして利用できる。
【００５０】
本明細書が開示する一例の製造方法では、セット工程と、処理工程と、取出工程と、ショットキー接触工程を含む工程シーケンスを複数回繰り返し、各工程シーケンスにおいて、以前の工程シーケンスでサブ半導体ウエハとして用いた半導体ウエハをメイン半導体ウエハとして用いてもよい。
【００５１】
この構成によれば、サブ半導体ウエハ専用の半導体ウエハが不要となる。
【００５２】
本明細書が開示する一例の製造方法は、セット工程の前に、複数のサブ半導体ウエハを水で洗浄する工程をさらに有していてもよい。
【００５３】
この方法によれば、セット工程の前に、サブ半導体ウエハの表面に水分を付与することができる。したがって、ロードロック室内により多くの水分を供給することができる。
【００５４】
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０    ：メイン半導体ウエハ
１２    ：絶縁層
１４    ：開口部
１６    ：電極
２０    ：サブ半導体ウエハ
２２    ：絶縁層
２４    ：開口部
３１    ：第１半導体ウエハ
３２    ：第２半導体ウエハ
３３    ：第３半導体ウエハ
９０    ：電極形成装置
９２    ：ロードロック室
９４    ：搬送室
９６    ：加熱室
９８    ：成膜室
【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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