JP4085162B2 - シリコン基板の表面処理方法 - Google Patents
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Description
(1)傾斜角が4°以下の(001)面を主面とするシリコン結晶を有するシリコン基板を、水酸イオン減少剤を含むフッ化水素水溶液で処理して、シリコン基板表面に形成されている酸化被膜を溶解除去する工程と、
(2)水素を含む気体中においてシリコン基板を650℃以上900℃以下の温度で加熱する工程と、
を有するシリコン基板の表面処理方法、が提供される。
そして、好ましくは、前記第(1)の工程に先だってシリコン基板の表面に酸化膜を形成する工程が付加される。
また、シリコンに対して平坦化を阻害するような侵食を与えず、酸化被膜のみを選択的に、かつシリコン表面の各結晶構造に等価な除去を実現するためには、水酸イオン減少剤を加えて処理液中の水酸イオン濃度を低下させることが必要である。
また、この処理液としては、酸化被膜の溶解除去中での酸化物の再生を抑制するために、溶存酸素が少ないものを用いるのが好ましい。好ましい溶存酸素濃度は10ppb以下である。
本発明において、シリコン基板を加熱処理するためのガスは、処理後の表面のシリコンの未結合手を水素で終端させる必要性から、水素を含むガスを用いることが望ましい。
また、このガスは純粋な水素ガスの他、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス中に水素ガスを混合したガスでも使用できる。
また、このガス中には、シリコン表面の酸化、あるいは侵食を防止するため、酸素や水などの酸素原子を含有する物質を実質上含まないように高純度化することが必要である。
シリコン基板をこの処理溶液に浸漬し、およそ2分間程度放置した後、基板を処理溶液から引き上げて乾燥させ、基板を処理容器へと導入した。基板の処理溶液への浸漬方向は特に制御しなかった。
2 酸化被膜
3 素子分離膜
11 処理溶液
12 処理容器
13 ガス供給装置
14 排気装置
Claims (16)
- シリコン結晶表面を平坦化、清浄化するシリコン基板の表面処理方法であって、
(1)傾斜角が4°以下の(001)面を主面とするシリコン結晶を有するシリコン基板を、水酸イオン減少剤を含むフッ化水素水溶液で処理して、シリコン基板表面に形成されている酸化被膜を溶解除去する工程と、
(2)水素を含む気体中においてシリコン基板を650℃以上900℃以下の温度で加熱する工程と、
を有するシリコン基板の表面処理方法。 - 平坦化、清浄化されたシリコン表面上には規則的な単原子層高さの原子ステップが形成されることを特徴とする請求項1に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記第(1)の工程に先だってシリコン基板の表面に酸化膜を形成する工程が付加されることを特徴とする請求項1に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 水酸イオン減少剤が、フッ化水素酸以外の無機酸で、かつシリコン表面に対して酸化物を形成する作用を持たない酸であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記無機酸がハロゲン化水素酸であることを特徴とする請求項4に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- ハロゲン化水素酸が塩化水素酸であることを特徴とする請求項5に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- フッ化水素水溶液中でのフッ化水素の濃度が1〜25容積%、塩化水素の濃度が20〜40容積%であることを特徴とする請求項6に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 水酸イオン減少剤を含むフッ化水素水溶液の水酸イオン濃度が10−12mol/l以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- フッ化水素水溶液中での溶存酸素濃度が10ppb以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 気体中での水素の分圧が、0.01Torr(1.33Pa)以上であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記第(2)の工程において使用される気体が、純化装置により高純度化されたものであることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記第(1)の工程においては、シリコン基板を前記フッ化水素水溶液中に浸漬して処理を行うことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記第(1)の工程の後前記第(2)の工程に先だってシリコン基板を乾燥させる工程が付加されることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記シリコン基板を乾燥させる工程が前記第(2)の工程が行われる容器内において行われることを特徴とする請求項13に記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記シリコン基板には素子分離膜が形成されていることを特徴とする請求項1から14のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
- 前記シリコン基板がSOI基板であることを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載のシリコン基板の表面処理方法。
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