JP2004087666A - 半導体ウェハの洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】鏡面研磨後の洗浄に用いられる極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を用いても、表面にその有機アルカリ系洗浄液が残留しない半導体ウェハの洗浄方法を提供する。
【解決手段】半導体ウェハの表面を有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後（Ｓ１）、有機溶剤で洗浄する（Ｓ３）。
【選択図】 図１
【解決手段】半導体ウェハの表面を有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後（Ｓ１）、有機溶剤で洗浄する（Ｓ３）。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ表面に結晶成長させる前に行う半導体ウェハの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハは、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、その他種々の受発光デバイスの基板として用いられている。
【０００３】
これらの素子の能動層は、半導体ウェハから製造された鏡面ウェハに、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法、有機金属気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法およびイオン打ち込み法などにより形成される。
【０００４】
この鏡面ウェハを製造するに際しては、まず、結晶インゴットをスライスし、ウェハを切り出す。そして、このスライスしたウェハを＃８００〜＃３０００のアルミナ砥粒でラップしてソーマークを除去し、平坦性を高めた後、研磨液として次亜塩素酸系水溶液や、次亜塩素酸水溶液と砥粒（シリカ、アルミナ、ジルコニウム）の混合液、研磨布として表面に多孔質層を有するものを用い、メカノケミカル研磨により鏡面に仕上げる。次にこの鏡面を所定の方法により洗浄し、乾燥させる。
【０００５】
図２に従来の半導体ウェハの洗浄方法の流れを示す。
【０００６】
図２に示すように、従来の半導体ウェハの洗浄方法は、鏡面を脱脂洗浄した半導体ウェハを、極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液で洗浄する工程Ｓ１１と、超純水洗浄を行う工程Ｓ１２と、最後にＩＰＡ（イソプロピルアルコール：ＣＨ３ ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３ ）蒸気乾燥法又はスピン乾燥法により乾燥する工程Ｓ１３とからなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の洗浄方法では、極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を使用した場合、超純水による水洗のみでは洗浄液がウェハ表面（鏡面）に僅かに残留してしまう。
【０００８】
そして、洗浄液が残留した状態でウェハの鏡面上に半導体をエピタキシャル成長すると、そのエピタキシャル層の表面にヘイズ（Ｈａｚｅ）が発生し、良好なエピ表面が得られない場合があるため、ヘイズの発生を抑止するべく、エピタキシャル成長前にウェハの鏡面をエッチングする等の前処理を実施する必要が生じるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、鏡面研磨後の洗浄に用いられる極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を用いても、表面にその有機アルカリ系洗浄液が残留しない半導体ウェハの洗浄方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、半導体ウェハの洗浄方法において、半導体ウェハの表面を有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後、有機溶剤で洗浄する方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加え、有機アルカリ系洗浄液として有機アミンを用いるのが好ましい。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加え、有機アミンは化１式で示される構造を有するのが好ましい。
【００１３】
【化１】
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３に記載の構成に加え、有機溶剤としてイソプロピルアルコールを用いるのが好ましい。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４に記載の構成に加え、半導体ウェハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体或いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体である方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１７】
従来技術の欄で述べたように、エピタキシャル成長中のヘイズ発生の原因は、洗浄後のウェハ表面に有機アルカリ系洗浄液が残留するためである。
【００１８】
このヘイズ発生の問題を解決するためには、洗浄の最後に、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液を完全除去する必要がある。
【００１９】
そこで、本発明にあっては、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液を完全除去する処理として、有機アルカリ洗浄後に高純度の有機溶剤で洗浄する。
【００２０】
図１に、本発明にかかる半導体ウェハの洗浄方法の流れを示す。
【００２１】
図１に示すように、本発明にかかる半導体ウェハの洗浄方法は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓインゴットをスライスして切り出し鏡面研磨したＧａＡｓウェハを脱脂洗浄し、このＧａＡｓウェハの鏡面を有機アルカリ系洗浄液により洗浄する工程Ｓ１と、超純水により洗浄する工程Ｓ２と、更に高純度有機溶剤により洗浄する工程Ｓ３と、再び超純水により洗浄する工程Ｓ４と、最後にＩＰＡ蒸気乾燥法又はスピン乾燥法により乾燥する工程Ｓ５とからなる。
【００２２】
本発明に用いられる有機アルカリ系洗浄液としては、例えば化１式で示される構造の有機アミンが挙げられる。
【００２３】
【化１】
【００２４】
また、本発明に用いられる高純度有機溶剤としては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が挙げられる。
【００２５】
このようにして半導体ウェハを洗浄することにより、有機アルカリ系洗浄液による洗浄後に水洗だけではウエハ表面に有機アルカリ系洗浄液が残留するが、更に高純度有機溶剤による洗浄によって溶解され、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液は完全に除去され、高品質のエピタキシャルウェハを得ることができる。
【００２６】
また、この洗浄方法を実施するに当たって新たなプロセスを構築する必要がないため、コストがほとんど上昇しない。
【００２７】
さらに、本発明により洗浄した半導体ウェハを用いて素子を製造することにより、高品質の素子が安定して得られ、素子歩留まりが向上するので、製造コストを低下することができる。
【００２８】
次に、本発明によるヘイズ発生の防止効果を従来技術と比較する。
【００２９】
有機アルカリ系洗浄液として濃度０．０５％、０．５％、５％の３種類の有機アミン系洗浄液を用い、高純度有機溶剤としてはＩＰＡを用い、また、洗浄する半導体ウェハとして、２枚の半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを用意し、本発明を用いた実施例と従来技術を用いた比較例とで洗浄した。
【００３０】
（実施例）
ウェハ鏡面を有機アミン系洗浄液により５分間洗浄した後、純水により５分間洗浄し、更にＩＰＡにより５分間洗浄した後、再び純水により５分間洗浄し、乾燥した。
【００３１】
（比較例）
ウェハ鏡面を有機アミン系洗浄液により５分間洗浄した後、純水により５分間洗浄し、乾燥した。
【００３２】
そして、洗浄した各ウェハの鏡面上に、光デバイス用ＭＯＶＰＥ法で、アンドープＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ（Ｘ＝０．５）を５００ｎｍ成長させ、ウェハ表面を観察した。
【００３３】
その結果、比較例により洗浄したウェハ上に成長させた半導体にはヘイズが認められたが、実施例により洗浄したウェハ上に成長させた半導体にはヘイズが認められなかった。
【００３４】
このことから、本発明はウェハ表面に有機アミン系洗浄液が残留することなく洗浄できることが確認できた。
【００３５】
尚、本実施の形態では、半導体ウェハとしてＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓウェハを洗浄する場合について説明したが、本発明は、半絶縁性ＧａＡｓウェハや、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ウェハの洗浄にも適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、鏡面研磨後の洗浄に用いられる極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を用いても、表面にその有機アルカリ系洗浄液が残留しない半導体ウェハの洗浄方法を提供できる。
【００３７】
また、本発明は、実施するに当たって新たなプロセスを構築する必要がないため、コストがほとんど上昇しない。
【００３８】
さらに、本発明により洗浄したウェハを用いて半導体素子を製造することにより、高品質素子が安定して得られ、素子歩留まりが向上するので、製造コストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す半導体ウェハの洗浄方法の流れ図である。
【図２】従来の半導体ウェハの洗浄方法の流れ図である。
【符号の説明】
Ｓ１ 有機アルカリ系洗浄液（有機アミン系洗浄液）により洗浄する工程
Ｓ２ 超純水により洗浄する工程
Ｓ３ 高純度有機溶剤（ＩＰＡ）により洗浄する工程
Ｓ４ 超純水により洗浄する工程
Ｓ５ 乾燥する工程
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ表面に結晶成長させる前に行う半導体ウェハの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハは、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、その他種々の受発光デバイスの基板として用いられている。
【０００３】
これらの素子の能動層は、半導体ウェハから製造された鏡面ウェハに、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法、有機金属気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法およびイオン打ち込み法などにより形成される。
【０００４】
この鏡面ウェハを製造するに際しては、まず、結晶インゴットをスライスし、ウェハを切り出す。そして、このスライスしたウェハを＃８００〜＃３０００のアルミナ砥粒でラップしてソーマークを除去し、平坦性を高めた後、研磨液として次亜塩素酸系水溶液や、次亜塩素酸水溶液と砥粒（シリカ、アルミナ、ジルコニウム）の混合液、研磨布として表面に多孔質層を有するものを用い、メカノケミカル研磨により鏡面に仕上げる。次にこの鏡面を所定の方法により洗浄し、乾燥させる。
【０００５】
図２に従来の半導体ウェハの洗浄方法の流れを示す。
【０００６】
図２に示すように、従来の半導体ウェハの洗浄方法は、鏡面を脱脂洗浄した半導体ウェハを、極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液で洗浄する工程Ｓ１１と、超純水洗浄を行う工程Ｓ１２と、最後にＩＰＡ（イソプロピルアルコール：ＣＨ３ ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３ ）蒸気乾燥法又はスピン乾燥法により乾燥する工程Ｓ１３とからなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の洗浄方法では、極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を使用した場合、超純水による水洗のみでは洗浄液がウェハ表面（鏡面）に僅かに残留してしまう。
【０００８】
そして、洗浄液が残留した状態でウェハの鏡面上に半導体をエピタキシャル成長すると、そのエピタキシャル層の表面にヘイズ（Ｈａｚｅ）が発生し、良好なエピ表面が得られない場合があるため、ヘイズの発生を抑止するべく、エピタキシャル成長前にウェハの鏡面をエッチングする等の前処理を実施する必要が生じるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、鏡面研磨後の洗浄に用いられる極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を用いても、表面にその有機アルカリ系洗浄液が残留しない半導体ウェハの洗浄方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、半導体ウェハの洗浄方法において、半導体ウェハの表面を有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後、有機溶剤で洗浄する方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加え、有機アルカリ系洗浄液として有機アミンを用いるのが好ましい。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加え、有機アミンは化１式で示される構造を有するのが好ましい。
【００１３】
【化１】
請求項４の発明は、請求項１から３に記載の構成に加え、有機溶剤としてイソプロピルアルコールを用いるのが好ましい。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４に記載の構成に加え、半導体ウェハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体或いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体である方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１７】
従来技術の欄で述べたように、エピタキシャル成長中のヘイズ発生の原因は、洗浄後のウェハ表面に有機アルカリ系洗浄液が残留するためである。
【００１８】
このヘイズ発生の問題を解決するためには、洗浄の最後に、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液を完全除去する必要がある。
【００１９】
そこで、本発明にあっては、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液を完全除去する処理として、有機アルカリ洗浄後に高純度の有機溶剤で洗浄する。
【００２０】
図１に、本発明にかかる半導体ウェハの洗浄方法の流れを示す。
【００２１】
図１に示すように、本発明にかかる半導体ウェハの洗浄方法は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓインゴットをスライスして切り出し鏡面研磨したＧａＡｓウェハを脱脂洗浄し、このＧａＡｓウェハの鏡面を有機アルカリ系洗浄液により洗浄する工程Ｓ１と、超純水により洗浄する工程Ｓ２と、更に高純度有機溶剤により洗浄する工程Ｓ３と、再び超純水により洗浄する工程Ｓ４と、最後にＩＰＡ蒸気乾燥法又はスピン乾燥法により乾燥する工程Ｓ５とからなる。
【００２２】
本発明に用いられる有機アルカリ系洗浄液としては、例えば化１式で示される構造の有機アミンが挙げられる。
【００２３】
【化１】
また、本発明に用いられる高純度有機溶剤としては、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が挙げられる。
【００２５】
このようにして半導体ウェハを洗浄することにより、有機アルカリ系洗浄液による洗浄後に水洗だけではウエハ表面に有機アルカリ系洗浄液が残留するが、更に高純度有機溶剤による洗浄によって溶解され、ウェハ表面に残留した有機アルカリ系洗浄液は完全に除去され、高品質のエピタキシャルウェハを得ることができる。
【００２６】
また、この洗浄方法を実施するに当たって新たなプロセスを構築する必要がないため、コストがほとんど上昇しない。
【００２７】
さらに、本発明により洗浄した半導体ウェハを用いて素子を製造することにより、高品質の素子が安定して得られ、素子歩留まりが向上するので、製造コストを低下することができる。
【００２８】
次に、本発明によるヘイズ発生の防止効果を従来技術と比較する。
【００２９】
有機アルカリ系洗浄液として濃度０．０５％、０．５％、５％の３種類の有機アミン系洗浄液を用い、高純度有機溶剤としてはＩＰＡを用い、また、洗浄する半導体ウェハとして、２枚の半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを用意し、本発明を用いた実施例と従来技術を用いた比較例とで洗浄した。
【００３０】
（実施例）
ウェハ鏡面を有機アミン系洗浄液により５分間洗浄した後、純水により５分間洗浄し、更にＩＰＡにより５分間洗浄した後、再び純水により５分間洗浄し、乾燥した。
【００３１】
（比較例）
ウェハ鏡面を有機アミン系洗浄液により５分間洗浄した後、純水により５分間洗浄し、乾燥した。
【００３２】
そして、洗浄した各ウェハの鏡面上に、光デバイス用ＭＯＶＰＥ法で、アンドープＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓ（Ｘ＝０．５）を５００ｎｍ成長させ、ウェハ表面を観察した。
【００３３】
その結果、比較例により洗浄したウェハ上に成長させた半導体にはヘイズが認められたが、実施例により洗浄したウェハ上に成長させた半導体にはヘイズが認められなかった。
【００３４】
このことから、本発明はウェハ表面に有機アミン系洗浄液が残留することなく洗浄できることが確認できた。
【００３５】
尚、本実施の形態では、半導体ウェハとしてＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓウェハを洗浄する場合について説明したが、本発明は、半絶縁性ＧａＡｓウェハや、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ウェハの洗浄にも適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、鏡面研磨後の洗浄に用いられる極僅かなエッチング作用を持つ洗浄液として有機アルカリ系洗浄液を用いても、表面にその有機アルカリ系洗浄液が残留しない半導体ウェハの洗浄方法を提供できる。
【００３７】
また、本発明は、実施するに当たって新たなプロセスを構築する必要がないため、コストがほとんど上昇しない。
【００３８】
さらに、本発明により洗浄したウェハを用いて半導体素子を製造することにより、高品質素子が安定して得られ、素子歩留まりが向上するので、製造コストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す半導体ウェハの洗浄方法の流れ図である。
【図２】従来の半導体ウェハの洗浄方法の流れ図である。
【符号の説明】
Ｓ１ 有機アルカリ系洗浄液（有機アミン系洗浄液）により洗浄する工程
Ｓ２ 超純水により洗浄する工程
Ｓ３ 高純度有機溶剤（ＩＰＡ）により洗浄する工程
Ｓ４ 超純水により洗浄する工程
Ｓ５ 乾燥する工程
Claims (5)
- 半導体ウェハの洗浄方法において、半導体ウェハの表面を有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後、有機溶剤で洗浄することを特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。
- 上記有機アルカリ系洗浄液として有機アミンを用いる請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 上記有機アミンは化１式で示される構造を有する請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 上記有機溶剤としてイソプロピルアルコールを用いる請求項１から３のいずれかに記載の半導体ウェハの洗浄方法。
- 上記半導体ウェハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体或いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体である請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウェハの洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002244961A JP2004087666A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体ウェハの洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002244961A JP2004087666A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体ウェハの洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004087666A true JP2004087666A (ja) | 2004-03-18 |
Family
ID=32053293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002244961A Pending JP2004087666A (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 半導体ウェハの洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004087666A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035865A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 半導体ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハ |
| JP2008212906A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Toppan Printing Co Ltd | インキ吐出印刷装置及びその洗浄方法 |
-
2002
- 2002-08-26 JP JP2002244961A patent/JP2004087666A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035865A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 半導体ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハ |
| JP2008212906A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Toppan Printing Co Ltd | インキ吐出印刷装置及びその洗浄方法 |
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