【手続補正書】
【提出日】平成24年2月29日(2012.2.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成室（１０８）、基板ホルダーをその内部に含む基板洗浄処理室（１２１）及び該プラズマ生成室と基板洗浄処理室を仕切るプラズマ閉じ込め電極板（１１０）とからなる基板洗浄装置において、
該プラズマ生成室は該プラズマ生成室内に該プラズマ閉じ込め電極と平行して横方向に延在する板状の高周波印加電極を含み、該高周波印加電極はその表面から裏面へと貫通する複数の貫通孔（１０５）が設けられており、該貫通孔を含む高周波印加電極の全体積Ｖ１と貫通孔の全体積Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１は０．０１〜０．８に選ばれており、
該プラズマ閉じ込め電極は、その面に分布されて設けられた該プラズマ生成室と基板洗浄処理室とを連通する複数のラジカル導入孔（１１）を有しており、
該プラズマ閉じ込め電極は更にその面に分布されて該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して設けられた複数の処理ガス導入孔を有し、
該プラズマ閉じ込め電極は該基板ホルダーの基板支持面と対面するよう構成され、そして電気的に接地されており、該プラズマ生成室内で発生したプラズマ中の中性ラジカルが該ラジカル導入孔を通って基板洗浄処理室へ通過するが、該プラズマ中の荷電粒子であるイオンは該ラジカル導入孔の通過が阻止されるようにされており、
処理ガスが該処理ガス導入孔を通して該基板洗浄処理室内へと導入され、該ラジカルと処理ガスの双方が該プラズマ閉じ込め電極の面から該基板ホルダー上に配置される基板面に向かって導入されるよう構成されている基板洗浄装置。
【請求項２】
請求項１の基板洗浄処理装置において、該プラズマ閉じ込め電極は、該プラズマ生成室と該基板洗浄処理室とを仕切る方向に、該プラズマ閉じ込め電極を横断的に通る処理ガス導入経路を有し、該処理ガス導入経路に該複数の処理ガス導入孔の各々は接続され、該処理ガス導入経路に供給された処理ガスが該処理ガス導入孔から該基板洗浄処理室内に導入されるよう構成されている基板洗浄処理装置。
【請求項３】
基板洗浄処理室（１２１）内に配置された半導体基板の表面の酸化膜を洗浄処理する方法であって、
プラズマ生成室（１０８）内においてＨＦを含有するプラズマ生成ガスを励起して、プラズマを生成し、
該プラズマ中のラジカルを、該プラズマ生成室と該基板洗浄処理室とを仕切るプラズマ閉じ込め電極（１１０）にその面に分布して設けられた複数のプラズマ導入孔を通して該プラズマ生成室から該処理室へと選択的に導入し、
該処理室内に、励起されていないＨＦを含有する処理ガスを導入し、
該処理室内に導入されたラジカルと該処理ガスとの混合した雰囲気によって、該半導体基板の表面の酸化膜を洗浄処理しており、
該処理ガスは、該プラズマ閉じ込め電極の面に分布して該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して設けられた複数の処理ガス導入孔を通して該プラズマ閉じ込め電極の面から該ラジカルの導入と略平行して該基板洗浄処理室内に導入され、該プラズマ生成ガスの総ガス流量に対するＨＦの割合は０．２〜１．０の範囲である基板洗浄処理方法。
【請求項４】
該半導体基板はSi基板であり、Si基板の酸化膜をエッチング除去して該Si基板を洗浄処理している請求項３の方法。
【請求項５】
ＭＯＳ構造におけるゲート絶縁膜を形成する方法において、
請求項４の方法にてSi基板の表面洗浄をし、
該表面洗浄されたSi基板を大気に晒すことなくエピタキシャル室に移動させ、該エピタキシャル室で該表面洗浄されたSi基板上にエピタキシャル層を形成し、
該エピタキシャル層が形成されたSi基板を大気に晒すことなくスパッタ室に移動させ、該エピタキシャル層上に誘電体膜をスパッタリングで形成し、そして
該誘電体膜の形成されたSi基板を大気に晒すことなく酸化・窒化室に移動させ、該誘電体膜を酸化・窒化又は酸窒化して該ゲート絶縁膜を形成している方法。
【請求項６】
該誘電体膜は、Hf、La、Ta、Al、W、Ti、Si、Geのグループから選択されたもの又はそれらの合金である請求項５の方法。
【請求項７】
プラズマ生成室（１０８）、基板洗浄処理室（１２１）及び該プラズマ生成室と基板洗浄処理室を仕切るプラズマ閉じ込め電極板（１１０）からなる基板洗浄装置内で、基板表面を洗浄処理する方法において、
該基板洗浄処理室内に該プラズマ閉じ込め電極板の面に相対して平板状の基板を配置し、
電気的に接地された該プラズマ閉じ込め電極板の面に分布されて設けられた該プラズマ生成室と基板洗浄処理室とを連通する複数のラジカル導入孔（１１１）を通して、該プラズマ生成室で生成されたプラズマ中の中性ラジカルを該プラズマ室から該基板洗浄処理室へ導入するが、該プラズマ中の荷電粒子であるイオンは該ラジカル導入孔の通過が阻止しており、そして
該基板洗浄処理室に励起されていない処理ガスを導入することからなり、
該プラズマ生成室内に横方向に延在する高周波印加電極により該プラズマ生成室に０．００１Ｗ／cm2〜０．２５Ｗ／cm2の高周波電力密度の高周波電力を印加しており、該高周波印加電極の表面から裏面へと貫通する複数の貫通孔（１０５）が設けられており、該貫通孔を含む高周波印加電極の全体積Ｖ１と貫通孔の全体積Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１は、０．０１〜０．８に選ばれており、
該処理ガスの導入は、該プラズマ閉じ込め電極板の面に分布されて設けられ、該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して該基板面に相対した複数の処理ガス導入孔（１１２）から該基板洗浄室内に該ラジカル導入と平行して導入されている方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板表面を洗浄処理する方法において、該基板表面の酸化膜を洗浄処理している方法。
【請求項９】
請求項８に記載の基板表面の酸化膜の洗浄処理方法において、IV族半導体材料基板表面の酸化膜を洗浄処理する方法であって、ＨＦを含むプラズマ生成ガスを該プラズマ生成室に導入してプラズマを生成しており、そして該処理ガスはＨＦを含む処理ガスであることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板表面の酸化膜の洗浄処理方法において、該プラズマ生成ガスの総ガス流量に対するＨＦ比率は、０．２〜１．０であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板表面の洗浄処理方法において、該処理ガスはＨＦのみからなることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の基板表面の酸化膜の洗浄処理方法において、該プラズマ生成室にシャワープレート（１０７）を介してプラズマガスを導入しており、該シャワープレートは板状の該高周波印加電極に相対した内面を有し、該シャワープレートの内面に分布して設けられた複数のプラズマ生成ガス導入孔（１０６）からプラズマ生成ガスを該プラズマ生成室に導入している方法。
【請求項１３】
ＭＯＳ構造におけるゲート絶縁膜を形成する方法において、
請求項９の方法にてSi基板表面の酸化膜を洗浄処理し、
該表面洗浄処理されたSi基板を大気に晒すことなくエピタキシャル室に移動させ、該エピタキシャル室で該表面洗浄処理されたSi基板上にエピタキシャル層を形成し、
該エピタキシャル層が形成されたSi基板を大気に晒すことなくスパッタ室に移動させ、該エピタキシャル層上に誘電体膜をスパッタリングで形成し、そして、
該誘電体膜の形成されたSi基板を大気に晒すことなく酸化・窒化室に移動させ、該誘電体膜を酸化・窒化又は酸窒化して該ゲート絶縁膜を形成している方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のゲート絶縁膜形成法において、該誘電体膜は、Hf、La、Ta、Al、W、Ti、Si、Geのグループから選択されたもの又はそれらの合金である方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板洗浄処理装置、基板洗浄処理方法、およびＭＯＳ構造におけるゲート絶縁膜を形成する方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体素子構造における基板表面、特にIV族半導体表面の処理を含む基板洗浄処理装置、基板洗浄処理方法、およびＭＯＳ構造におけるゲート絶縁膜を形成する方法に係る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、プラズマ生成室（１０８）、基板ホルダーをその内部に含む基板洗浄処理室（１２１）及び該プラズマ生成室と基板洗浄処理室を仕切るプラズマ閉じ込め電極板（１１０）とからなる基板洗浄装置において、該プラズマ生成室は該プラズマ生成室内に該プラズマ閉じ込め電極と平行して横方向に延在する板状の高周波印加電極を含み、該高周波印加電極はその表面から裏面へと貫通する複数の貫通孔（１０５）が設けられており、該貫通孔を含む高周波印加電極の全体積Ｖ１と貫通孔の全体積Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１は０．０１〜０．８に選ばれており、該プラズマ閉じ込め電極は、その面に分布されて設けられた該プラズマ生成室と基板洗浄処理室とを連通する複数のラジカル導入孔（１１）を有しており、該プラズマ閉じ込め電極は更にその面に分布されて該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して設けられた複数の処理ガス導入孔を有し、該プラズマ閉じ込め電極は該基板ホルダーの基板支持面と対面するよう構成され、そして電気的に接地されており、該プラズマ生成室内で発生したプラズマ中の中性ラジカルが該ラジカル導入孔を通って基板洗浄処理室へ通過するが、該プラズマ中の荷電粒子であるイオンは該ラジカル導入孔の通過が阻止されるようにされており、処理ガスが該処理ガス導入孔を通して該基板洗浄処理室内へと導入され、該ラジカルと処理ガスの双方が該プラズマ閉じ込め電極の面から該基板ホルダー上に配置される基板面に向かって導入されるよう構成されている。
また、本発明は、基板洗浄処理室（１２１）内に配置された半導体基板の表面の酸化膜を洗浄処理する方法であって、プラズマ生成室（１０８）内においてＨＦを含有するプラズマ生成ガスを励起して、プラズマを生成し、該プラズマ中のラジカルを、該プラズマ生成室と該基板洗浄処理室とを仕切るプラズマ閉じ込め電極（１１０）にその面に分布して設けられた複数のプラズマ導入孔を通して該プラズマ生成室から該処理室へと選択的に導入し、該処理室内に、励起されていないＨＦを含有する処理ガスを導入し、該処理室内に導入されたラジカルと該処理ガスとの混合した雰囲気によって、該半導体基板の表面の酸化膜を洗浄処理しており、該処理ガスは、該プラズマ閉じ込め電極の面に分布して該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して設けられた複数の処理ガス導入孔を通して該プラズマ閉じ込め電極の面から該ラジカルの導入と略平行して該基板洗浄処理室内に導入され、該プラズマ生成ガスの総ガス流量に対するＨＦの割合は０．２〜１．０の範囲である。
また、本発明は、プラズマ生成室（１０８）、基板洗浄処理室（１２１）及び該プラズマ生成室と基板洗浄処理室を仕切るプラズマ閉じ込め電極板（１１０）からなる基板洗浄装置内で、基板表面を洗浄処理する方法において、該基板洗浄処理室内に該プラズマ閉じ込め電極板の面に相対して平板状の基板を配置し、電気的に接地された該プラズマ閉じ込め電極板の面に分布されて設けられた該プラズマ生成室と基板洗浄処理室とを連通する複数のラジカル導入孔（１１１）を通して、該プラズマ生成室で生成されたプラズマ中の中性ラジカルを該プラズマ室から該基板洗浄処理室へ導入するが、該プラズマ中の荷電粒子であるイオンは該ラジカル導入孔の通過が阻止しており、そして該基板洗浄処理室に励起されていない処理ガスを導入することからなり、該プラズマ生成室内に横方向に延在する高周波印加電極により該プラズマ生成室に０．００１Ｗ／cm2〜０．２５Ｗ／cm2の高周波電力密度の高周波電力を印加しており、該高周波印加電極の表面から裏面へと貫通する複数の貫通孔（１０５）が設けられており、該貫通孔を含む高周波印加電極の全体積Ｖ１と貫通孔の全体積Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１は、０．０１〜０．８に選ばれており、該処理ガスの導入は、該プラズマ閉じ込め電極板の面に分布されて設けられ、該ラジカル導入孔の少なくとも一部と並置して該基板面に相対した複数の処理ガス導入孔（１１２）から該基板洗浄室内に該ラジカル導入と平行して導入されている。
また、本発明は、ＭＯＳ構造におけるゲート絶縁膜を形成する方法において、請求項９の方法にてSi基板表面の酸化膜を洗浄処理し、該表面洗浄処理されたSi基板を大気に晒すことなくエピタキシャル室に移動させ、該エピタキシャル室で該表面洗浄処理されたSi基板上にエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層が形成されたSi基板を大気に晒すことなくスパッタ室に移動させ、該エピタキシャル層上に誘電体膜をスパッタリングで形成し、そして、該誘電体膜の形成されたSi基板を大気に晒すことなく酸化・窒化室に移動させ、該誘電体膜を酸化・窒化又は酸窒化して該ゲート絶縁膜を形成している。
本発明は
基板を処理室内に設置し、
プラズマ生成ガスをプラズマ化し、
該プラズマ中のラジカルをプラズマ分離用のプラズマ閉じ込め電極板のラジカル通過孔を通して該処理室に導入し、
該処理室に処理ガスを導入して該処理室内でラジカルと混合し、そして
該ラジカルと該処理ガスとの混合雰囲気により該基板表面を洗浄することからなる基板洗浄方法である。