JPH0753640B2 - ＧａＡｓ単結晶鏡面ウエハおよびその製造方法 - Google Patents
ＧａＡｓ単結晶鏡面ウエハおよびその製造方法Info
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- JPH0753640B2 JPH0753640B2 JP63251417A JP25141788A JPH0753640B2 JP H0753640 B2 JPH0753640 B2 JP H0753640B2 JP 63251417 A JP63251417 A JP 63251417A JP 25141788 A JP25141788 A JP 25141788A JP H0753640 B2 JPH0753640 B2 JP H0753640B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この出願にかかる発明は、GaAs単結晶鏡面ウエハおよび
その製造方法に関するものであり、特に研磨剤または化
学研磨液によりウエハ表面の加工ダメージ層を研磨除去
した後、その表面層に形成された酸化膜や有機物汚染膜
等の表面膜をエッチング除去したGaAs単結晶鏡面ウエハ
およびその製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものであり、特に研磨剤または化
学研磨液によりウエハ表面の加工ダメージ層を研磨除去
した後、その表面層に形成された酸化膜や有機物汚染膜
等の表面膜をエッチング除去したGaAs単結晶鏡面ウエハ
およびその製造方法に関するものである。
［従来の技術］ GaAs単結晶は、インゴットをカッティングしてウエハと
した後、そのカッティングの際の加工ダメージ層を除去
するため、研磨剤または化学研磨液により研磨されて、
鏡面ウエハとされる。この加工ダメージ層の研磨に用い
られる研磨剤および化学研磨液としては、種々のものが
知られており、たとえば特公昭62−177000号公報に示さ
れているような塩素系研磨剤である「インセック」など
がある。このようにして鏡面加工された鏡面ウエハの表
面は、研磨剤等の成分が残留していたり、あるいは研磨
後に酸化したりもしくは有機物が付着したりしており、
バルクとは異なる層を形成している（このような鏡面加
工後に鏡面ウエハ上に存在する層を、この明細書では
「表面膜」という）。このような表面膜の存在している
鏡面ウエハを、そのままデバイス作成のためのMOCVDや
イオン注入等のプロセスに供与すると、成長不良や特性
不良等を生じる。このため、従来より表面膜をエッチン
グにより除去した後に、MOCVD等のプロセスに供与して
いる。
した後、そのカッティングの際の加工ダメージ層を除去
するため、研磨剤または化学研磨液により研磨されて、
鏡面ウエハとされる。この加工ダメージ層の研磨に用い
られる研磨剤および化学研磨液としては、種々のものが
知られており、たとえば特公昭62−177000号公報に示さ
れているような塩素系研磨剤である「インセック」など
がある。このようにして鏡面加工された鏡面ウエハの表
面は、研磨剤等の成分が残留していたり、あるいは研磨
後に酸化したりもしくは有機物が付着したりしており、
バルクとは異なる層を形成している（このような鏡面加
工後に鏡面ウエハ上に存在する層を、この明細書では
「表面膜」という）。このような表面膜の存在している
鏡面ウエハを、そのままデバイス作成のためのMOCVDや
イオン注入等のプロセスに供与すると、成長不良や特性
不良等を生じる。このため、従来より表面膜をエッチン
グにより除去した後に、MOCVD等のプロセスに供与して
いる。
この出願にかかる発明は、この表面膜を除去した鏡面ウ
エハおよびその製造方法に関するものである。この表面
膜のエッチング除去に関する従来の技術は、たとえばJ.
Appl.Phys.,vol.62,No.9,1 November1987 p.3688〜36
95、Journal of Materials Science 22（1987）p.1
299〜1304、およびJ.Electrochem.Soc.Solid State S
cience ＆ Technology,Vol.128,No.6,June 1981 p.
1342〜1349などに開示されている。また、J.Electroche
m.Soc.Solid State Science ＆ Technology,vol.13
1,No.6（1984）1357において、K.P.Pandeらはプラズマ
利用のMOCVD用のGaAsウエハのエッチング液として、H2S
O4:H2O2:H2O＝3:1:1の組成のエッチング液を開示してい
る。J.Electrochem.Soc.Solid State Science ＆ T
echnology,vol.130,No.10（1983）2099において、T.Nii
naらはZnSe膜MBE用GaAsウエハのエッチング液として、H
2SO4:H2O2:H2O＝5:1:1の組成のエッチング液を開示して
いる。さらに、J.Electronchem.Soc.Solid State Sci
ence ＆ Technology,vol.130,No.3（1983）675におい
て、P.H.Reepらは、MOCVD用GaAsウエハとして、70％HNO
3:85％H3PO4＝11:49の組成のエッチング液を開示してい
る。
エハおよびその製造方法に関するものである。この表面
膜のエッチング除去に関する従来の技術は、たとえばJ.
Appl.Phys.,vol.62,No.9,1 November1987 p.3688〜36
95、Journal of Materials Science 22（1987）p.1
299〜1304、およびJ.Electrochem.Soc.Solid State S
cience ＆ Technology,Vol.128,No.6,June 1981 p.
1342〜1349などに開示されている。また、J.Electroche
m.Soc.Solid State Science ＆ Technology,vol.13
1,No.6（1984）1357において、K.P.Pandeらはプラズマ
利用のMOCVD用のGaAsウエハのエッチング液として、H2S
O4:H2O2:H2O＝3:1:1の組成のエッチング液を開示してい
る。J.Electrochem.Soc.Solid State Science ＆ T
echnology,vol.130,No.10（1983）2099において、T.Nii
naらはZnSe膜MBE用GaAsウエハのエッチング液として、H
2SO4:H2O2:H2O＝5:1:1の組成のエッチング液を開示して
いる。さらに、J.Electronchem.Soc.Solid State Sci
ence ＆ Technology,vol.130,No.3（1983）675におい
て、P.H.Reepらは、MOCVD用GaAsウエハとして、70％HNO
3:85％H3PO4＝11:49の組成のエッチング液を開示してい
る。
これらの従来のエッチング液は、通常の条件下で、GaAs
に対し数μm/分のエッチング速度を示すものである。そ
して、従来はこのようなエッチング液を用いて研磨によ
り鏡面加工した後のウエハ表面を数μｍ〜数10μｍの厚
みでエッチング除去している。
に対し数μm/分のエッチング速度を示すものである。そ
して、従来はこのようなエッチング液を用いて研磨によ
り鏡面加工した後のウエハ表面を数μｍ〜数10μｍの厚
みでエッチング除去している。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の技術では、上述のよう
な速い速度を示すエッチング液で、数μｍ〜数10μｍと
いう大きな厚みでウエハ表面をエッチングしているた
め、エッチング除去後のフラットネスがエッチング前に
比べてかなり悪くなるという問題点があった。
な速い速度を示すエッチング液で、数μｍ〜数10μｍと
いう大きな厚みでウエハ表面をエッチングしているた
め、エッチング除去後のフラットネスがエッチング前に
比べてかなり悪くなるという問題点があった。
また、このような鏡面膜のエッチング除去の工程をでき
るだけ簡略化し、低コスト化を図りたいという要望が従
来からあった。
るだけ簡略化し、低コスト化を図りたいという要望が従
来からあった。
この出願にかかる一連の発明の目的は、かかる従来の問
題点を解消し、エッチング前とほぼ同程度のフラットネ
スを有し、エッチング工程を簡易にして低コスト化を図
ることのできるGaAs単結晶鏡面ウエハを提供するととも
に、その製造方法およびエッチング液を提供することに
ある。
題点を解消し、エッチング前とほぼ同程度のフラットネ
スを有し、エッチング工程を簡易にして低コスト化を図
ることのできるGaAs単結晶鏡面ウエハを提供するととも
に、その製造方法およびエッチング液を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段および作用］ 本発明者は、かかる従来の問題点を解消するため、鋭意
研究を重ねた結果、従来の技術では表面膜の厚みに対し
て過剰の厚みでエッチングしていることを見出し、この
出願にかかる発明をなすに至ったものである。
研究を重ねた結果、従来の技術では表面膜の厚みに対し
て過剰の厚みでエッチングしていることを見出し、この
出願にかかる発明をなすに至ったものである。
請求項１の発明によるGaAs単結晶鏡面ウエハは、その表
面のTTV値が0.1μｍ以下である。なお、この明細書にお
いて、「TTV値」とは、Total Thickness Variationの
略であり、ウエハをチャックし、周縁３〜5mmを除い
た、全面の厚さを測定し、測定値の最大値と最小値の差
を表したものである。
面のTTV値が0.1μｍ以下である。なお、この明細書にお
いて、「TTV値」とは、Total Thickness Variationの
略であり、ウエハをチャックし、周縁３〜5mmを除い
た、全面の厚さを測定し、測定値の最大値と最小値の差
を表したものである。
また、請求項３の発明は、研磨剤または化学研磨液によ
り表面の加工ダメージ層を研磨除去したGaAs単結晶ウエ
ハの表面を、アミン水溶液をエッチング液として用い、
エッチング除去することを特徴としている。
り表面の加工ダメージ層を研磨除去したGaAs単結晶ウエ
ハの表面を、アミン水溶液をエッチング液として用い、
エッチング除去することを特徴としている。
さらに、請求項４の発明は、エッチングを、２ないし20
0nmの厚みで行なうことを特徴としている。
0nmの厚みで行なうことを特徴としている。
エッチング除去するウエハ表面の厚みを2nm以上として
いるのは、エッチング除去する必要のある表面膜の厚み
が、通常2nm以上であるからである。また、エッチング
除去するウエハ表面の厚みを200nm以下としているの
は、厚みが200nmを超えるようになると、エッチング除
去による表面のフラットネスの悪化が著しくなるためで
ある。
いるのは、エッチング除去する必要のある表面膜の厚み
が、通常2nm以上であるからである。また、エッチング
除去するウエハ表面の厚みを200nm以下としているの
は、厚みが200nmを超えるようになると、エッチング除
去による表面のフラットネスの悪化が著しくなるためで
ある。
第１図〜第３図は、この発明を説明するための断面図で
ある。第３図は、エッチング前の鏡面ウエハ４を示して
おり、表面膜２の境界を想像線で示す。第４図は、エッ
チング前の鏡面ウエハの表面膜の膜厚の分布の一例を示
す図である。第４図に示されるように、表面膜の厚み
は、通常１〜5nm程度の厚みである。
ある。第３図は、エッチング前の鏡面ウエハ４を示して
おり、表面膜２の境界を想像線で示す。第４図は、エッ
チング前の鏡面ウエハの表面膜の膜厚の分布の一例を示
す図である。第４図に示されるように、表面膜の厚み
は、通常１〜5nm程度の厚みである。
第２図は、従来の鏡面ウエハを示す断面図であり、鏡面
ウエハ３は、表面膜２に比べてかなり大きな厚みでエッ
チング除去されて形成されている。第２図においても表
面膜２の境界を想像線で示している。従来の技術で用い
られているエッチング液は、エッチング速度の速いもの
であり、一般に拡散律速タイプのエッチング液であるた
め、端の部分がよりエッチングされやすく、第２図に示
すように端部分が大きくエッチングされた形状となる。
ウエハ３は、表面膜２に比べてかなり大きな厚みでエッ
チング除去されて形成されている。第２図においても表
面膜２の境界を想像線で示している。従来の技術で用い
られているエッチング液は、エッチング速度の速いもの
であり、一般に拡散律速タイプのエッチング液であるた
め、端の部分がよりエッチングされやすく、第２図に示
すように端部分が大きくエッチングされた形状となる。
第１図は、この発明の鏡面ウエハを示す断面図であり、
鏡面ウエハ１は、第２図に示す従来よりも少ない厚みで
エッチング除去されて形成されている。この発明では、
エッチング除去する厚みが少ないため、エッチング除去
により形成される表面の凹凸は、従来のものより少なく
なる。したがって、第２図の従来の鏡面ウエハのよう
に、エッチング前よりも表面のフラットネスが悪くなっ
たり、端の部分がより多くエッチング除去された形状と
なることはない。
鏡面ウエハ１は、第２図に示す従来よりも少ない厚みで
エッチング除去されて形成されている。この発明では、
エッチング除去する厚みが少ないため、エッチング除去
により形成される表面の凹凸は、従来のものより少なく
なる。したがって、第２図の従来の鏡面ウエハのよう
に、エッチング前よりも表面のフラットネスが悪くなっ
たり、端の部分がより多くエッチング除去された形状と
なることはない。
この発明では、このようにエッチング除去する厚みを従
来よりも薄くしているので、従来のようなエッチング除
去による表面のフラットネスの悪化が生じない。
来よりも薄くしているので、従来のようなエッチング除
去による表面のフラットネスの悪化が生じない。
また、この発明ではエッチング除去後に新たに形成され
る表面層の厚みを2nm以下としている。このような表面
層は、エッチング除去後に、雰囲気の酸素等により形成
される自然酸化膜などが原因して生じるものと考えられ
る。この明細書では、このようなエッチング除去後に新
たに形成される膜を「表面層」と呼び、エッチング除去
前の「表面膜」と区別している。この表面層の厚みは、
エリプソメータで測定される値である。
る表面層の厚みを2nm以下としている。このような表面
層は、エッチング除去後に、雰囲気の酸素等により形成
される自然酸化膜などが原因して生じるものと考えられ
る。この明細書では、このようなエッチング除去後に新
たに形成される膜を「表面層」と呼び、エッチング除去
前の「表面膜」と区別している。この表面層の厚みは、
エリプソメータで測定される値である。
従来の技術によるエッチング除去によっても、この表面
層は同様に形成される。本発明者は、このようにエッチ
ング除去後に形成される表面層の厚みが2nm以下であれ
ば、後のデバイス作製工程に悪影響を与えないことを見
出し、表面層の厚みが2nm以下になるようにエッチング
すれば、従来のような大きな厚みでエッチング除去しな
くても、後のデバイス作製のプロセス工程に悪影響を与
えないことを見出したものである。なお、表面層の厚み
はできるだけ薄いことが望ましいのであるが、0.5nm未
満にすることは困難と思われる。
層は同様に形成される。本発明者は、このようにエッチ
ング除去後に形成される表面層の厚みが2nm以下であれ
ば、後のデバイス作製工程に悪影響を与えないことを見
出し、表面層の厚みが2nm以下になるようにエッチング
すれば、従来のような大きな厚みでエッチング除去しな
くても、後のデバイス作製のプロセス工程に悪影響を与
えないことを見出したものである。なお、表面層の厚み
はできるだけ薄いことが望ましいのであるが、0.5nm未
満にすることは困難と思われる。
請求項５の発明は、エッチングの速度が、0.2〜50nm/分
であることを特徴としている。
であることを特徴としている。
また、請求項６の発明は、エッチングを、200kHZ以上の
超音波振動を印加しながら行なうことを特徴としてい
る。
超音波振動を印加しながら行なうことを特徴としてい
る。
従来の技術では、エッチング速度の速いエッチング液を
用いていたため、第８図に示すように、ウエハ21をエッ
チング液22中に水平に配置する必要があった。これは、
垂直方向に配置すると、ウエハ表面で発生した気泡がそ
の浮力により上方に移動して、ウエハ表面に線条が形成
されてしまうためである。この発明では、200kHz以上の
超音波振動を印加しながら、しかも0.2〜50nm/分という
遅いエッチング速度でエッチング除去しているため、従
来のようにウエハ表面で気泡が発生し、ウエハ表面が傷
つくおそれがほとんどない。このため、この発明の方法
では、ウエハを垂直方向にエッチング液中で配置するこ
とができる。また、超音波振動を印加しているため、ウ
エハ表面をより均一にエッチングすることができる。
用いていたため、第８図に示すように、ウエハ21をエッ
チング液22中に水平に配置する必要があった。これは、
垂直方向に配置すると、ウエハ表面で発生した気泡がそ
の浮力により上方に移動して、ウエハ表面に線条が形成
されてしまうためである。この発明では、200kHz以上の
超音波振動を印加しながら、しかも0.2〜50nm/分という
遅いエッチング速度でエッチング除去しているため、従
来のようにウエハ表面で気泡が発生し、ウエハ表面が傷
つくおそれがほとんどない。このため、この発明の方法
では、ウエハを垂直方向にエッチング液中で配置するこ
とができる。また、超音波振動を印加しているため、ウ
エハ表面をより均一にエッチングすることができる。
請求項７の発明では、さらにGaAs単結晶鏡面ウエハを複
数枚同時にエッチングすることを特徴としている。すな
わち、請求項７の発明では、ウエハをエッチング液中に
垂直方向に配置可能なことを利用し、ウエハを複数枚同
時にエッチングするものである。従来の技術では、複数
のウエハを支持台等で支持してエッチング液中に浸漬す
ると、支持台等との接触部分がエッチングされやすいな
どの問題があり、１枚ごとにエッチング処理を行なって
いた。しかしながら、この発明では、エッチング速度を
遅くし、しかも超音波振動を印加しながらエッチングす
るので、従来のこのようなエッチングの不均一を著しく
抑制することができる。このため、複数のウエハを支持
台等で支持してエッチング液中に浸けても、エッチング
むらを生じることなくエッチング除去することができ
る。
数枚同時にエッチングすることを特徴としている。すな
わち、請求項７の発明では、ウエハをエッチング液中に
垂直方向に配置可能なことを利用し、ウエハを複数枚同
時にエッチングするものである。従来の技術では、複数
のウエハを支持台等で支持してエッチング液中に浸漬す
ると、支持台等との接触部分がエッチングされやすいな
どの問題があり、１枚ごとにエッチング処理を行なって
いた。しかしながら、この発明では、エッチング速度を
遅くし、しかも超音波振動を印加しながらエッチングす
るので、従来のこのようなエッチングの不均一を著しく
抑制することができる。このため、複数のウエハを支持
台等で支持してエッチング液中に浸けても、エッチング
むらを生じることなくエッチング除去することができ
る。
このような複数枚の同時処理の結果、このエッチング除
去の工程にかかるコストを低減させることができる。ま
た、従来の技術では、１枚ごとにエッチング処理を行な
っており、ウエハをエッチング液中に浸漬する度に、ウ
エハ表面に付着しているごみがエッチング液中に導入さ
れて、後になればなるほど多量のごみを含むエッチング
液となった。このため、エッチング除去後のウエハ表面
に多量のごみが付着するという問題を生じた。この発明
の方法によれば、多数のウエハを同時にエッチングする
ことができ、しかも超音波振動を印加しながらエッチン
グ除去しているので、エッチング除去後のウエハに付着
するごみを従来よりも少なくすることができる。
去の工程にかかるコストを低減させることができる。ま
た、従来の技術では、１枚ごとにエッチング処理を行な
っており、ウエハをエッチング液中に浸漬する度に、ウ
エハ表面に付着しているごみがエッチング液中に導入さ
れて、後になればなるほど多量のごみを含むエッチング
液となった。このため、エッチング除去後のウエハ表面
に多量のごみが付着するという問題を生じた。この発明
の方法によれば、多数のウエハを同時にエッチングする
ことができ、しかも超音波振動を印加しながらエッチン
グ除去しているので、エッチング除去後のウエハに付着
するごみを従来よりも少なくすることができる。
また、このような遅いエッチング速度のエッチング液を
用いて、GaAs単結晶鏡面ウエハを、従来よりも少ない厚
みでエッチング除去すれば、エッチング除去の処理の時
間としてコントロール可能な時間を設定することができ
る。すなわち、従来から知られているような速いエッチ
ング速度のエッチング液を用いて、エッチングしようと
すると、エッチングの厚みが非常に薄いので、エッチン
グ処理の時間が極めて短い時間となり、時間的なコント
ロールが困難となり、結果として、製品ごとのばらつき
等を生じるおそれがある。この発明のエッチング液を用
いれば、エッチング除去の時間をコントロール可能な時
間とすることができるので、製品ごとの品質のばらつき
を抑えることができるなど、歩留り向上を図ることがで
きる。
用いて、GaAs単結晶鏡面ウエハを、従来よりも少ない厚
みでエッチング除去すれば、エッチング除去の処理の時
間としてコントロール可能な時間を設定することができ
る。すなわち、従来から知られているような速いエッチ
ング速度のエッチング液を用いて、エッチングしようと
すると、エッチングの厚みが非常に薄いので、エッチン
グ処理の時間が極めて短い時間となり、時間的なコント
ロールが困難となり、結果として、製品ごとのばらつき
等を生じるおそれがある。この発明のエッチング液を用
いれば、エッチング除去の時間をコントロール可能な時
間とすることができるので、製品ごとの品質のばらつき
を抑えることができるなど、歩留り向上を図ることがで
きる。
このようなエッチング速度の遅いエッチング液の１つの
タイプとして、従来から知られているような速い速度の
エッチング液を水等で希釈したものがある。このような
ものとして、たとえばH2SO4−H2O2−H2O系あるいはNH4O
H−H2O2−H2O系のエッチャントを水で希釈したものを挙
げることができる。
タイプとして、従来から知られているような速い速度の
エッチング液を水等で希釈したものがある。このような
ものとして、たとえばH2SO4−H2O2−H2O系あるいはNH4O
H−H2O2−H2O系のエッチャントを水で希釈したものを挙
げることができる。
また、この発明の遅い速度のエッチング液の他のタイプ
のものとしては、アミン水溶液を挙げることができる。
このようなアミン水溶液としては、以下に示すようなア
ミンの水溶液が例として示される。
のものとしては、アミン水溶液を挙げることができる。
このようなアミン水溶液としては、以下に示すようなア
ミンの水溶液が例として示される。
エチルヒドロキシルアミン C2H5ONH2 ２−エトキシエチルアミン C2H5OCH2CH2NH2 トリエタノールアミン （HOCH2CH2）3N ジエタノールアミン （HOCH2CH2）2NH エチルアミン C2H5NH2 トリメチルアミン （CH3）3N ジエチルアミン （C2H5）2NH ジメチルアミン （CH3）2NH エタノールアミン HOCH2CH2NH2 トリメチル（２−ヒドロキシメチル）アンモニウムヒド
ロキシド：（コリン） （CH3）3N+CH2CH2OH・OH- テトラエチルアンモニウムヒドロキシド （C2H5）4N+・OH- テトラメチルアンモニウムヒドロキシド （CH3）4N+・OH- ［実施例］ 第５図は、この発明の製造方法を説明するための装置を
示す概略構成図である。エッチング槽13内には、エッチ
ング液として、1.0％のテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシドの水溶液が入れられている。エッチング槽13に
は、超音波発振器14が取付けられている。この超音波発
振器14により、1000kHzの超音波振動をエッチング液に
与えながら、保持治具12によって垂直に保持された複数
枚のGaAsの鏡面ウエハ11を浸漬させる。超音波振動を継
続して印加しながら、1nm/分の速度で10分間エッチング
を行ない、ウエハ表面を10nmの厚さでエッチング除去し
た。
ロキシド：（コリン） （CH3）3N+CH2CH2OH・OH- テトラエチルアンモニウムヒドロキシド （C2H5）4N+・OH- テトラメチルアンモニウムヒドロキシド （CH3）4N+・OH- ［実施例］ 第５図は、この発明の製造方法を説明するための装置を
示す概略構成図である。エッチング槽13内には、エッチ
ング液として、1.0％のテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシドの水溶液が入れられている。エッチング槽13に
は、超音波発振器14が取付けられている。この超音波発
振器14により、1000kHzの超音波振動をエッチング液に
与えながら、保持治具12によって垂直に保持された複数
枚のGaAsの鏡面ウエハ11を浸漬させる。超音波振動を継
続して印加しながら、1nm/分の速度で10分間エッチング
を行ない、ウエハ表面を10nmの厚さでエッチング除去し
た。
比較として、従来の第８図に示すような方法で、エッチ
ング液中に鏡面ウエハを水平に配置してエッチング除去
したものを作製した。エッチング液としては、従来のH2
SO4:H2O2:H2O＝3:1:1の組成のものを用い、ウエハ表面
を4000nm（４μｍ）の厚さエッチングした（比較例）。
ング液中に鏡面ウエハを水平に配置してエッチング除去
したものを作製した。エッチング液としては、従来のH2
SO4:H2O2:H2O＝3:1:1の組成のものを用い、ウエハ表面
を4000nm（４μｍ）の厚さエッチングした（比較例）。
この発明に従う実施例による鏡面ウエハの表面層を、エ
リプソメータで測定した。エリプソメータでの測定条件
としては、入射光の波長6328Å、入射角70゜を用いた。
これにより求まったΔ（反射によって生じた偏光間の位
相差）およびφ（反射光ベクトルのP,S成分の振幅反射
率の絶対値の比の逆正接）と基板定数（基板屈折率ns＝
3.857,基板消衰係数Ks＝0.217）および、膜の屈折率nu
＝1.8（仮定）より、計算機による繰返し計算を行ない
膜厚を求めた。なお、エリプソメータで、10nm以下の膜
厚を測定する場合、膜の屈折率として、仮定の値を代入
するが、これは計算上で解を収束させるための操作であ
り、実際求められる膜厚は10nm以下ではΔに比例する。
今回の表面層の厚さ2nm以下に対応するΔの値は、第９
図に示すように、波長6328Å，入射角70゜の条件下で、
Δ＝164.3゜以上に対応する。
リプソメータで測定した。エリプソメータでの測定条件
としては、入射光の波長6328Å、入射角70゜を用いた。
これにより求まったΔ（反射によって生じた偏光間の位
相差）およびφ（反射光ベクトルのP,S成分の振幅反射
率の絶対値の比の逆正接）と基板定数（基板屈折率ns＝
3.857,基板消衰係数Ks＝0.217）および、膜の屈折率nu
＝1.8（仮定）より、計算機による繰返し計算を行ない
膜厚を求めた。なお、エリプソメータで、10nm以下の膜
厚を測定する場合、膜の屈折率として、仮定の値を代入
するが、これは計算上で解を収束させるための操作であ
り、実際求められる膜厚は10nm以下ではΔに比例する。
今回の表面層の厚さ2nm以下に対応するΔの値は、第９
図に示すように、波長6328Å，入射角70゜の条件下で、
Δ＝164.3゜以上に対応する。
第６図は、この表面層の厚さの分布を示す図である。第
６図に示されるように、表面層の厚さは2nm以下であっ
た。従来の技術に従う比較例の鏡面ウエハについても、
エリプソメータで同様に表面層の厚みを測定したとこ
ろ、ほぼ実施例と同様の結果が得られた。
６図に示されるように、表面層の厚さは2nm以下であっ
た。従来の技術に従う比較例の鏡面ウエハについても、
エリプソメータで同様に表面層の厚みを測定したとこ
ろ、ほぼ実施例と同様の結果が得られた。
エッチング前後のフラットネスの変化を、実施例および
比較例ついて測定した。測定結果を第７図に示す。フラ
ットネスの変化は、エッチング後のものからエッチング
前の数値を差し引いて、μｍの単位で示している。第７
図の横軸は、各測定項目を示している。TTV（Total Th
ickness Variation）は、ウエハをチャックし、周縁３
〜5mmを除いた、全面の厚さを測定し、測定値の最大値
と最小値の差を表わしたものである。NTV（Non Linear
Thickness Variation）は、ウエハをチャックし、山
と山、谷と谷を結んだ基準面からの凹凸の最大値を示し
たものである。TIR（Total Indicated Readings）
は、ウエハをチャックし、仮想面（フォーカスする面）
を基準面とし、その面からの凹凸それぞれの最大値の合
計で表わしたものである。FPD（Focal Plane Deviati
on）は、ウエハをチャックし、仮想面（フォーカスする
面）を基準面とし、その面からの凹凸の最大値を表わし
たものである。WARPは、平面に置かれた状態でウエハの
厚さを除いた最大変位を示している。SITEは、任意のサ
イズの正方形の内側で測定したことを示しており、ここ
では、15mm四方内での測定データを示している。
比較例ついて測定した。測定結果を第７図に示す。フラ
ットネスの変化は、エッチング後のものからエッチング
前の数値を差し引いて、μｍの単位で示している。第７
図の横軸は、各測定項目を示している。TTV（Total Th
ickness Variation）は、ウエハをチャックし、周縁３
〜5mmを除いた、全面の厚さを測定し、測定値の最大値
と最小値の差を表わしたものである。NTV（Non Linear
Thickness Variation）は、ウエハをチャックし、山
と山、谷と谷を結んだ基準面からの凹凸の最大値を示し
たものである。TIR（Total Indicated Readings）
は、ウエハをチャックし、仮想面（フォーカスする面）
を基準面とし、その面からの凹凸それぞれの最大値の合
計で表わしたものである。FPD（Focal Plane Deviati
on）は、ウエハをチャックし、仮想面（フォーカスする
面）を基準面とし、その面からの凹凸の最大値を表わし
たものである。WARPは、平面に置かれた状態でウエハの
厚さを除いた最大変位を示している。SITEは、任意のサ
イズの正方形の内側で測定したことを示しており、ここ
では、15mm四方内での測定データを示している。
第７図の測定結果から明らかなように、この発明に従う
実施例の鏡面ウエハは、エッチング前のフラットネスと
ほぼ同じであり、従来のようなエッチングによるフラッ
トネスの悪化はほとんど認められなかった。
実施例の鏡面ウエハは、エッチング前のフラットネスと
ほぼ同じであり、従来のようなエッチングによるフラッ
トネスの悪化はほとんど認められなかった。
また、エッチング後にウエハ表面に付着したごみについ
ても評価した。比較例の鏡面ウエハでは、ウエハ表面上
でカウントされた0.2μｍ以上のごみは、70個であった
のに対し、実施例では、15個であった。このことからも
明らかなように、この発明の製造方法に従えば、ウエハ
表面に付着するごみを従来よりも低減させることができ
る。
ても評価した。比較例の鏡面ウエハでは、ウエハ表面上
でカウントされた0.2μｍ以上のごみは、70個であった
のに対し、実施例では、15個であった。このことからも
明らかなように、この発明の製造方法に従えば、ウエハ
表面に付着するごみを従来よりも低減させることができ
る。
［発明の効果］ 請求項３の発明では、エッチング液として、アミン水溶
液を用いている。また、請求項４の発明では、従来より
もエッチング除去する厚みを少なくし、２〜200nmの厚
みでエッチング除去している。そのため、エッチング除
去によるウエハ表面のフラットネスの低下を著しく少な
くし、エッチング前とほぼ同程度の良好なフラットネス
を有する鏡面ウエハとすることができる。
液を用いている。また、請求項４の発明では、従来より
もエッチング除去する厚みを少なくし、２〜200nmの厚
みでエッチング除去している。そのため、エッチング除
去によるウエハ表面のフラットネスの低下を著しく少な
くし、エッチング前とほぼ同程度の良好なフラットネス
を有する鏡面ウエハとすることができる。
請求項５の発明では、0.2〜50nm/分のエッチング速度で
エッチングしている。また、請求項６の発明では、200k
Hz以上の超音波振動を印加しながらエッチングしてい
る。そのため、従来よりもエッチングむらを少なくし
て、良好なフラットネスをウエハ表面に与えるととも
に、ウエハ表面に付着するごみを従来よりも少なくする
ことができる。
エッチングしている。また、請求項６の発明では、200k
Hz以上の超音波振動を印加しながらエッチングしてい
る。そのため、従来よりもエッチングむらを少なくし
て、良好なフラットネスをウエハ表面に与えるととも
に、ウエハ表面に付着するごみを従来よりも少なくする
ことができる。
請求項７の発明では、同時に複数枚のウエハをエッチン
グしているため、１度に多量のウエハを処理することが
でき、低コスト化を図ることができる。
グしているため、１度に多量のウエハを処理することが
でき、低コスト化を図ることができる。
請求項８の発明のエッチング液を用いれば、エッチング
時間として、十分にコントロール可能な時間を確保でき
るので、製品ごとのばらつきを抑えることがき、歩留り
を向上させることができる。
時間として、十分にコントロール可能な時間を確保でき
るので、製品ごとのばらつきを抑えることがき、歩留り
を向上させることができる。
第１図は、この発明のGaAs単結晶鏡面ウエハを示す断面
図である。第２図は、従来のGaAs単結晶鏡面ウエハを示
す断面図である。第３図は、エッチング除去工程前のウ
エハ表面の表面膜を示す断面図である。第４図は、エッ
チング前のウエハの表面膜の膜厚の分布を示す図であ
る。第５図は、この発明の製造方法を説明するための装
置を示す図である。第６図は、この発明の実施例におけ
る表面層の厚みの分布を示す図である。第７図は、この
発明の実施例におけるフラットネスを示す図である。第
８図は、従来のエッチング方法を示す断面図である。第
９図は、エリプソメータで測定されるΔの値と膜厚との
関係を示す図である。 図において、１は鏡面ウエハ、２は表面膜、４はエッチ
ング前の鏡面ウエハ、11は鏡面ウエハ、12は保持治具、
13はエッチング槽、14は超音波発振器を示す。
図である。第２図は、従来のGaAs単結晶鏡面ウエハを示
す断面図である。第３図は、エッチング除去工程前のウ
エハ表面の表面膜を示す断面図である。第４図は、エッ
チング前のウエハの表面膜の膜厚の分布を示す図であ
る。第５図は、この発明の製造方法を説明するための装
置を示す図である。第６図は、この発明の実施例におけ
る表面層の厚みの分布を示す図である。第７図は、この
発明の実施例におけるフラットネスを示す図である。第
８図は、従来のエッチング方法を示す断面図である。第
９図は、エリプソメータで測定されるΔの値と膜厚との
関係を示す図である。 図において、１は鏡面ウエハ、２は表面膜、４はエッチ
ング前の鏡面ウエハ、11は鏡面ウエハ、12は保持治具、
13はエッチング槽、14は超音波発振器を示す。
Claims (8)
- 【請求項１】研磨剤または化学研磨液により表面の加工
ダメージ層を研磨除去したGaAs単結晶ウエハの表面を、
エッチング液としてアミン水溶液を用いてさらにエッチ
ング除去することにより、エッチング前の表面のTTV値
とエッチング後のTTV値との差が0.1μｍ以下であること
を特徴とする、GaAs単結晶鏡面ウエハ。 - 【請求項２】前記エッチング液として用いられるアミン
水溶液は、エチルヒドロキシルアミン、２−エトキシエ
チルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、エチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミ
ン、ジメチルアミン、エタノールアミン、トリメチルア
ンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒ
ドロキシドおよびテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ドからなる群から選ばれるアミンの水溶液を含む、請求
項１記載のGaAs単結晶鏡面ウエハ。 - 【請求項３】研磨剤または化学研磨液により表面の加工
ダメージ層を研磨除去したGaAs単結晶ウエハの表面を、
アミン水溶液をエッチング液として用い、エッチング除
去することを特徴とする、GaAs単結晶鏡面ウエハの製造
方法。 - 【請求項４】前記エッチングは、２〜200nmの厚みで行
なうことを特徴とする、請求項３記載のGaAs単結晶鏡面
ウエハの製造方法。 - 【請求項５】前記エッチングの速度は、0.2〜50nm/分で
あることを特徴とする、請求項３または請求項４記載の
GaAs単結晶鏡面ウエハの製造方法。 - 【請求項６】前記エッチングは、200kHZ以上の超音波振
動を印加しながら行なうことを特徴とする、請求項３〜
請求項５記載のGaAs単結晶鏡面ウエハの製造方法。 - 【請求項７】前記GaAs単結晶ウエハを複数枚同時にエッ
チングすることを特徴とする、請求項６記載のGaAs単結
晶鏡面ウエハの製造方法。 - 【請求項８】前記エッチング液として用いられるアミン
水溶液は、エチルヒドロキシルアミン、２−エトキシエ
チルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、エチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミ
ン、ジメチルアミン、エタノールアミン、トリメチルア
ンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒ
ドロキシドおよびテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ドからなる群から選ばれるアミンの水溶液を含む、請求
項３〜請求項７記載のGaAs単結晶鏡面ウエハの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251417A JPH0753640B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ＧａＡｓ単結晶鏡面ウエハおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251417A JPH0753640B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ＧａＡｓ単結晶鏡面ウエハおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297500A JPH0297500A (ja) | 1990-04-10 |
| JPH0753640B2 true JPH0753640B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=17222537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251417A Expired - Lifetime JPH0753640B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | ＧａＡｓ単結晶鏡面ウエハおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753640B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2910507B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1999-06-23 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウエーハの製造方法 |
| TWI340677B (en) * | 2008-06-06 | 2011-04-21 | Ind Tech Res Inst | Scrap removal method and apparatus |
| FR2945663B1 (fr) | 2009-05-18 | 2012-02-17 | Inst Polytechnique Grenoble | Procede de gravure d'un materiau en presence de particules solides. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592173B2 (ja) * | 1974-11-29 | 1984-01-17 | 株式会社日立製作所 | 半導体用エツチング液 |
| JPS55109300A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-22 | Toshiba Corp | Evaluation of insb single crystal |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63251417A patent/JPH0753640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0297500A (ja) | 1990-04-10 |
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