JPH071761B2 - 半導体基板の処理方法 - Google Patents
半導体基板の処理方法Info
- Publication number
- JPH071761B2 JPH071761B2 JP62309051A JP30905187A JPH071761B2 JP H071761 B2 JPH071761 B2 JP H071761B2 JP 62309051 A JP62309051 A JP 62309051A JP 30905187 A JP30905187 A JP 30905187A JP H071761 B2 JPH071761 B2 JP H071761B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- cleaning
- oxygen
- processing
- inert gas
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願発明は高性能の半導体デバイス作製用の半導体基板
の処理方法に関するものである。
の処理方法に関するものである。
従来の技術 超LSI用半導体基板の洗浄工程においては一般に超純水
が用いられる。この超純水は比抵抗がＭΩ・cmオーダー
以上の高抵抗なものであり、超LSIに害となる残留不純
物を含まず、ゴミあるいはバクテリアの類まで除去され
た極めてクリーンな水である。そこで、例えばSi基板表
面上をクリーンにするために、NH4F:HF-20:1のエッチン
グ液中にて数10秒dipエッチングして自然酸化膜（nativ
e oxide:以下noと記す）の後、上記の超純水中にてエッ
チング液の洗浄を行ない、しかる後に乾燥し、次の工程
例えばゲート酸化膜の形成工程、あるいはメタル電極工
程あるいは気相エピタキシャル工程へと進む。化合物半
導体のInpやGaAs基板のクリーニングもほぼ同様であ
る。但し超純水洗浄の後にメタノール置換したり、有機
溶剤中に溶かしたエッチング液でエッチングして、超純
水は使用せず最終工程はメタノールというふうに最後は
有機溶剤で乾燥という工程も多い。
が用いられる。この超純水は比抵抗がＭΩ・cmオーダー
以上の高抵抗なものであり、超LSIに害となる残留不純
物を含まず、ゴミあるいはバクテリアの類まで除去され
た極めてクリーンな水である。そこで、例えばSi基板表
面上をクリーンにするために、NH4F:HF-20:1のエッチン
グ液中にて数10秒dipエッチングして自然酸化膜（nativ
e oxide:以下noと記す）の後、上記の超純水中にてエッ
チング液の洗浄を行ない、しかる後に乾燥し、次の工程
例えばゲート酸化膜の形成工程、あるいはメタル電極工
程あるいは気相エピタキシャル工程へと進む。化合物半
導体のInpやGaAs基板のクリーニングもほぼ同様であ
る。但し超純水洗浄の後にメタノール置換したり、有機
溶剤中に溶かしたエッチング液でエッチングして、超純
水は使用せず最終工程はメタノールというふうに最後は
有機溶剤で乾燥という工程も多い。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来の方法においてはnoは一たん除去され
ながら洗浄工程後において再び自然酸化膜が約10Å以下
の膜厚で形成される。クリーンな半導体基板の周囲に酸
素が存在するからである。noの膜厚はたかだか10Å以下
であるが、64MbitDRAM以上のGbitDRAMのVLSIになるとゲ
ート酸化膜厚は100Å以下となり、このnoの存在はデバ
イス特性上ある製造プロセス上無視できないし、再現性
良い低抵抗のオーミック電極の形成にも、又半導体表面
の初期状態が最も重要な気相成長においても支障をきた
す。
ながら洗浄工程後において再び自然酸化膜が約10Å以下
の膜厚で形成される。クリーンな半導体基板の周囲に酸
素が存在するからである。noの膜厚はたかだか10Å以下
であるが、64MbitDRAM以上のGbitDRAMのVLSIになるとゲ
ート酸化膜厚は100Å以下となり、このnoの存在はデバ
イス特性上ある製造プロセス上無視できないし、再現性
良い低抵抗のオーミック電極の形成にも、又半導体表面
の初期状態が最も重要な気相成長においても支障をきた
す。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の手段は、noを除去
した後の工程，つまり洗浄工程さらに望ましくは乾燥工
程、半導体基板はん送工程においては半導体基板に酸化
反応をおこさないようにすることである。つまり洗浄液
の周辺も含めて洗浄液中には酸素を含有せず、望ましく
は乾燥工程及びはん送工程は不活性ガスあるいは真空中
にて処理することにある。
した後の工程，つまり洗浄工程さらに望ましくは乾燥工
程、半導体基板はん送工程においては半導体基板に酸化
反応をおこさないようにすることである。つまり洗浄液
の周辺も含めて洗浄液中には酸素を含有せず、望ましく
は乾燥工程及びはん送工程は不活性ガスあるいは真空中
にて処理することにある。
すなわち、本発明の方法は、半導体基板の洗浄に際し、
酸素を含有しない不活性ガスの雰囲気中で、酸素を含有
しない洗浄液を、液状で前記半導体基板に供給して洗浄
する工程を有するものである。
酸素を含有しない不活性ガスの雰囲気中で、酸素を含有
しない洗浄液を、液状で前記半導体基板に供給して洗浄
する工程を有するものである。
作用 本発明の作用は以下の通りである。つまりnative oxide
（no）の除去された工程から、次の裸の半導体基板上に
別の材料例えばメタル電極、エピタキシャル成長膜，ゲ
ート酸化膜等が形成されるまでの間、半導体基板表面は
酸化されることはないので、例えば低抵抗はオーミック
電極や高品質なエピタキシャル膜等が得られるのであ
る。
（no）の除去された工程から、次の裸の半導体基板上に
別の材料例えばメタル電極、エピタキシャル成長膜，ゲ
ート酸化膜等が形成されるまでの間、半導体基板表面は
酸化されることはないので、例えば低抵抗はオーミック
電極や高品質なエピタキシャル膜等が得られるのであ
る。
実施例 図を用いて本発明の実施例を示す。
図は半導体基板の処理工程において、no除去工程区域
１、半導体基板洗浄工程区域２、半導体基板乾燥工程区
域３、半導体基板はん送工程区域４そして裸のクリーン
な（所定のところにnoが形成されていない）半導体基板
の次の処理工程（酸素フリーな工程、例えば気相成長工
程や電極形成工程）区域５が不活性ガス（例えばN2やア
ルゴン）６で満たされたクリーントンネル７でおおわれ
た状態を示している。今、将来的な複合新機能デバイス
用として注目されているSi基板上のGaAsあるいはZnS等
の化合物半導体の結晶成長について説明する。
１、半導体基板洗浄工程区域２、半導体基板乾燥工程区
域３、半導体基板はん送工程区域４そして裸のクリーン
な（所定のところにnoが形成されていない）半導体基板
の次の処理工程（酸素フリーな工程、例えば気相成長工
程や電極形成工程）区域５が不活性ガス（例えばN2やア
ルゴン）６で満たされたクリーントンネル７でおおわれ
た状態を示している。今、将来的な複合新機能デバイス
用として注目されているSi基板上のGaAsあるいはZnS等
の化合物半導体の結晶成長について説明する。
まず、半導体Si基板８はno除去工程区域１内に満たされ
た室温のNH4F:HF＝20:1のエッチング液９中に数10秒ひ
たして、表面あるいは裏面の一部あるいは全部の領域の
noを除去し、次に酸素を含まない超純水10をひたした洗
浄工程区域にSi基板８をおき、エッチング液９を十分に
除去する。尚no除去工程区域１がCCl4等のドライエッチ
ング装置ならば洗浄工程区域２及び乾燥工程区域３は必
ずしも必要でない。又この図中には示していないがエッ
チング液９の蒸気は常にno除去工程区域１の外部に排気
されており、又洗浄工程区域２は不活性ガス６で満たさ
れており、酸素を含まない新鮮な超純水10は絶えず流れ
込み、又洗浄工程区域２の外にたれ流しされている。
た室温のNH4F:HF＝20:1のエッチング液９中に数10秒ひ
たして、表面あるいは裏面の一部あるいは全部の領域の
noを除去し、次に酸素を含まない超純水10をひたした洗
浄工程区域にSi基板８をおき、エッチング液９を十分に
除去する。尚no除去工程区域１がCCl4等のドライエッチ
ング装置ならば洗浄工程区域２及び乾燥工程区域３は必
ずしも必要でない。又この図中には示していないがエッ
チング液９の蒸気は常にno除去工程区域１の外部に排気
されており、又洗浄工程区域２は不活性ガス６で満たさ
れており、酸素を含まない新鮮な超純水10は絶えず流れ
込み、又洗浄工程区域２の外にたれ流しされている。
十分洗浄した後、Si基板８は乾燥工程区域３にてスピン
ナー乾燥や乾燥不活性ガスの吹きつけにより、瞬時に乾
燥される。尚この中には不活性ガスが満たされている。
その後不活性ガスが満たされたあるいは真空中のはん送
工程区域４を経て、気相成長装置５にそう入され、この
中にてGaAsやZnSなどの化合物半導体を結晶成長する。
気相成長装置５は例えば有機金属気相成長装置のことで
ロードロック方式をとっている。通常Si基板上にGaAsや
ZnSの化合物半導体を結晶成長する場合、noが必ず形成
されているので良好なエピタキシャル成長膜を得ること
は難しい（気相成長は基板の表面、つまり成長の初期過
程が極めて重要である）。そこで気相成長装置５内にお
いて900℃以上に温度を上げH2中あるいは結晶成長用ガ
ス（ZnSの場合だとH2Sガス）を流すことによってnoを除
去し、その後、温度を下げてしかるべき成長温度（ZnS
だと350℃,GaAsだと本番成長の前にプリ成長する２段階
成長法）にて良好なエピタキシャル成長が可能となる。
ナー乾燥や乾燥不活性ガスの吹きつけにより、瞬時に乾
燥される。尚この中には不活性ガスが満たされている。
その後不活性ガスが満たされたあるいは真空中のはん送
工程区域４を経て、気相成長装置５にそう入され、この
中にてGaAsやZnSなどの化合物半導体を結晶成長する。
気相成長装置５は例えば有機金属気相成長装置のことで
ロードロック方式をとっている。通常Si基板上にGaAsや
ZnSの化合物半導体を結晶成長する場合、noが必ず形成
されているので良好なエピタキシャル成長膜を得ること
は難しい（気相成長は基板の表面、つまり成長の初期過
程が極めて重要である）。そこで気相成長装置５内にお
いて900℃以上に温度を上げH2中あるいは結晶成長用ガ
ス（ZnSの場合だとH2Sガス）を流すことによってnoを除
去し、その後、温度を下げてしかるべき成長温度（ZnS
だと350℃,GaAsだと本番成長の前にプリ成長する２段階
成長法）にて良好なエピタキシャル成長が可能となる。
しかしながら本発明においてはそのような高温にSi基板
にさらす必要はなく、工程数が簡略になると共に特にも
しSi基板やGaAs等の化合物半導体基板上に集積回路がす
でに形成されている場合は高温に上げることは集積回路
の特性を劣化させる（例えば不純物が拡散する、素子形
状が変化することなどにより）ために不可能となり、本
発明が極めて威力を発揮する。尚noを除去するために気
相成長装置５内でエッチングガスを流す方法も考えられ
るがこのようなガスを半導体基板を設置する炉芯管内に
流すと、装置の配管系全体が腐食してしまうので好まし
い方法ではないのは言うまでもない。半導体基板はすで
に集積回路が形成されている場合でなくてもよい。半導
体基板表面におけるコンタクトホール形成後の最後の電
極形成工程に本発明が適用できる。
にさらす必要はなく、工程数が簡略になると共に特にも
しSi基板やGaAs等の化合物半導体基板上に集積回路がす
でに形成されている場合は高温に上げることは集積回路
の特性を劣化させる（例えば不純物が拡散する、素子形
状が変化することなどにより）ために不可能となり、本
発明が極めて威力を発揮する。尚noを除去するために気
相成長装置５内でエッチングガスを流す方法も考えられ
るがこのようなガスを半導体基板を設置する炉芯管内に
流すと、装置の配管系全体が腐食してしまうので好まし
い方法ではないのは言うまでもない。半導体基板はすで
に集積回路が形成されている場合でなくてもよい。半導
体基板表面におけるコンタクトホール形成後の最後の電
極形成工程に本発明が適用できる。
更に裏面の電極形成工程にも本発明は適用可能である。
その他薄膜ゲート酸化膜形成工程にも適用できる。Si半
導体基板に対しては、半導体プロセス工程投入時以外は
あまり有機溶剤は用いないがGaAs,InP等の化合物半導体
プロセスには極めてよく用いる。この場合のメタノー
ル，アセトン等の有機溶剤を用いた洗浄にも本発明は適
用できる。
その他薄膜ゲート酸化膜形成工程にも適用できる。Si半
導体基板に対しては、半導体プロセス工程投入時以外は
あまり有機溶剤は用いないがGaAs,InP等の化合物半導体
プロセスには極めてよく用いる。この場合のメタノー
ル，アセトン等の有機溶剤を用いた洗浄にも本発明は適
用できる。
発明の効果 酸素を含まない不活性ガス雰囲気中および酸素を含まな
い洗浄液を用いるので、半導体基板上に自然酸化膜が形
成されるのを防止することができる。
い洗浄液を用いるので、半導体基板上に自然酸化膜が形
成されるのを防止することができる。
洗浄液（酸素を含まない）を液状で供給して洗浄するこ
とにより、洗浄液を大量に供給できるので、半導体基板
の洗浄効果も大きい。
とにより、洗浄液を大量に供給できるので、半導体基板
の洗浄効果も大きい。
本発明は自然酸化膜のないSiや化合物半導体基板上の気
相成長や電極形成あるいはSi基板上のゲート酸化膜の形
成に極め重要なものであり、Si基板上上のヘテロエピタ
キシー技術、あるいは気相成長技術（有機金属気相成長
技術）、分子線エピタキシー技術、電極形成技術、薄膜
ゲート酸化膜形成技術等将来的な化合物半導体デバイ
ス、超LSI、化合物半導体デバイスと超LSIとの複合素子
などの作製技術に欠くことのできない有用な技術であ
る。
相成長や電極形成あるいはSi基板上のゲート酸化膜の形
成に極め重要なものであり、Si基板上上のヘテロエピタ
キシー技術、あるいは気相成長技術（有機金属気相成長
技術）、分子線エピタキシー技術、電極形成技術、薄膜
ゲート酸化膜形成技術等将来的な化合物半導体デバイ
ス、超LSI、化合物半導体デバイスと超LSIとの複合素子
などの作製技術に欠くことのできない有用な技術であ
る。
図は本発明の一実施例における洗浄工程の概略図であ
る。 ２……洗浄工程区域、３……乾燥工程区域、６……不活
性ガス、８……半導体基板、９……エッチング液、10…
…超純水。
る。 ２……洗浄工程区域、３……乾燥工程区域、６……不活
性ガス、８……半導体基板、９……エッチング液、10…
…超純水。
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板の洗浄に際し、酸素を含有しな
い不活性ガスの雰囲気中で、酸素を含有しない洗浄液
を、液状で前記半導体基板に供給して洗浄する工程を有
する半導体基板の処理方法。 - 【請求項２】洗浄する工程は、半導体基板を洗浄液に浸
す工程である 特許請求の範囲第１項に記載の半導体基板の処理方法。 - 【請求項３】洗浄液は純水または有機溶剤である 特許請求の範囲第１項に記載の半導体基板の処理方法。
- 【請求項４】半導体基板表面あるいは裏面上の一部ある
いは全部の領域に存在す酸化膜あるいは自然酸化膜を除
去し、所望の半導体領域面を露出させたのち洗浄を行う
特許請求の範囲第１項に記載の半導体基板の処理方法。 - 【請求項５】洗浄工程の後において、半導体基板の乾燥
工程及び次の酸素フリーの工程に到るまで、前記半導体
基板は酸素を含まない不活性ガスあるいは真空雰囲気中
にて処理される特許請求の範囲第１項に記載の半導体基
板の処理方法。 - 【請求項６】酸素フリーの工程は気相成長工程である 特許請求の範囲第５項に記載の半導体基板の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309051A JPH071761B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体基板の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62309051A JPH071761B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体基板の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150328A JPH01150328A (ja) | 1989-06-13 |
| JPH071761B2 true JPH071761B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17988280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62309051A Expired - Lifetime JPH071761B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | 半導体基板の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071761B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03129732A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体の処理方法 |
| JPH0821562B2 (ja) * | 1989-11-27 | 1996-03-04 | 松下電子工業株式会社 | レジスト除去方法 |
| WO1993004210A1 (en) * | 1991-08-19 | 1993-03-04 | Tadahiro Ohmi | Method for forming oxide film |
| US6146135A (en) | 1991-08-19 | 2000-11-14 | Tadahiro Ohmi | Oxide film forming method |
| JPH05136114A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-06-01 | Tadahiro Omi | 超純水供給装置及び基体洗浄方法並びに超純水製造装置及び超純水製造方法 |
| JP2900334B2 (ja) * | 1992-03-09 | 1999-06-02 | 株式会社日立製作所 | 半導体製造方法 |
| JP2565112B2 (ja) * | 1993-10-22 | 1996-12-18 | 株式会社日立製作所 | 半導体の積層構造の形成方法及びそれを用いた半導体装置の形成方法 |
| JP3350215B2 (ja) * | 1994-05-10 | 2002-11-25 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH08172068A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Fujitsu Ltd | 半導体基板の洗浄方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5172426B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-03-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の結晶成長方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3969164A (en) * | 1974-09-16 | 1976-07-13 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Native oxide technique for preparing clean substrate surfaces |
| JPS58168238A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | Toshiba Corp | 半導体基板用洗浄装置 |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP62309051A patent/JPH071761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01150328A (ja) | 1989-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |