TW201301378A - Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導體晶圓及其清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種清洗III-V族化合物半導體晶圓的方法，包括以下步驟：(1)用一種濃酸於不低於50℃處理晶圓；(2)用一種濃酸於不高於30℃處理晶圓；(3)用高純水洗滌晶圓；(4)用一種有機酸溶液處理晶圓；(5)用高純水洗滌晶圓；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶圓；(7)用高純水洗滌晶圓；以及(8)乾燥所得晶圓。還提供一種III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，每平方公分晶圓表面面積中大於0.11 μm2的顆粒≦0.5顆，晶圓表面的金屬殘留Cu≦10×1010原子/cm2且Zn≦10×1010原子/cm2，表面平均白霧值≦1.0ppm。

Description

III-V族化合物半導體晶圓及其清洗方法
本發明涉及一種III-V族化合物半導體晶圓及其清洗方法。
隨著半導體雷射器、光纖通信用光接收元件、高速和高頻半導體元件製造技術的發展，對III-V族化合物半導體材料(例如砷化鎵、磷化銦等)的清潔度，特別是其表面清潔度的要求越來越高。
對於半導體晶圓的主要應用而言，其表面的主要污染物是顆粒和金屬離子。
對於另一類半導體晶圓矽晶圓，已經有了一套通用的清洗方法，即Kern和Puotinen提出的RCA方法(RCA Review,vol.31,pp.187-206,June,1970)。該方法用氨水、雙氧水水溶液(SC-1)清洗顆粒，用鹽酸、雙氧水水溶液(SC-2)去除金屬。
然而，III-V族化合物半導體材料，例如磷化銦半導體材料，由於屬於二元化合物，使得其晶圓表面的反應特性與矽晶圓不相同，因此不能套用矽晶圓的清洗方法。特別是，上述RCA還具有如下缺點：雖然SC-1溶液能夠基本上除去半導體晶圓表面的顆粒物，但卻同時又給其帶來了另外的外來金屬污染源。儘管通過後一步SC-2 溶液處理有可能降低晶圓表面上外來金屬雜質的濃度，但該處理的結果是使粘附在晶圓上的顆粒物再次增加(P.H.Singer,Semiconductor International,pp.36-39,December,1992)。此外，由於有些地方腐蝕清洗過快，而有些地方還沒有被腐蝕清洗，因而造成晶圓表面腐蝕不均勻。這種晶圓不能理想地用於後續的磊晶生長。
中國專利CN101661869中描述了一種清洗砷化鎵(III-V族化合物)半導體晶圓的方法，其包括在超音波作用下用清洗劑處理、分別用濃硫酸和NH4OH-H2O2溶液清洗砷化鎵晶圓。該方法沒有有效地清除金屬殘留並且清洗過的砷化鎵晶圓表面腐蝕嚴重，所以也不能簡單套用該法來清洗其他III-V族化合物半導體晶圓，特別是磷化銦半導體晶圓。
因此，現有技術中的方法很難較好地去除III-V族化合物半導體材料(例如磷化銦半導體材料)晶圓表面的顆粒和金屬殘留物，同時還能保證晶圓表面的腐蝕均勻性。
本發明提供一種清洗III-V族化合物半導體晶圓的方法，該方法包括以下步驟：(1)用一種濃酸於不低於50℃處理晶圓；(2)用一種濃酸於不高於30℃處理晶圓；(3)用高純水洗滌晶圓； (4)用一種有機酸溶液處理晶圓；(5)用高純水洗滌晶圓；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶圓；(7)用高純水洗滌晶圓；以及(8)乾燥所得晶圓。
本發明的方法不但能夠有效地減少晶圓表面的顆粒和金屬殘留，同時還能提高晶圓表面的腐蝕均勻性，使白霧值(haze value)降低，從而達到改善晶圓表面的光點缺陷的效果。
因此，本發明還提供一種III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，每平方公分晶圓表面面積中大於0.11 μm2的顆粒≦0.5顆(按統計數除以晶圓表面積計)，晶圓表面的金屬殘留Cu≦10×1010原子/cm2且Zn≦10×1010原子/cm2，表面平均白霧值≦1.0 ppm。
本發明提供一種清洗III-V族化合物半導體晶圓方法，包括以下步驟：(1)用一種濃酸於不低於50℃處理晶圓；(2)用一種濃酸於不高於30℃處理晶圓；(3)用高純水洗滌晶圓；(4)用一種有機酸溶液處理晶圓；(5)用高純水洗滌晶圓； (6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶圓；(7)用高純水洗滌晶圓；以及(8)乾燥所得晶圓。
出乎意料的是，本發明的方法不但能使晶圓表面獲得有效的清洗，減少晶圓表面顆粒並顯著降低金屬、特別是銅、鋅的殘留量，而且還能同時保證腐蝕的均勻性，使得白霧值更低。因此，使用本發明方法獲得的晶圓能夠很好地作為磊晶基材使用。
本發明方法中，作為原始晶圓使用的晶圓(即步驟(1)使用的晶圓)是已經完成機械化學拋光和化學精細拋光的晶圓(即已經完成精細鏡面拋光的晶圓)，通常是單面拋光後的晶圓，其拋光面表面微觀粗糙度Ra0.5 nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優選Ra0.3 nm。如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。
在本發明方法的步驟(1)(用一種濃酸於不低於50℃處理晶圓)中，優選地，所述濃酸為無機酸，包括，但不限於，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優選硝酸或硫酸。因為在一定的溫度下，不同酸的溶解性不同，所以採用不同的酸時，均採用其在處理溫度下的濃酸，例如其濃度為其相應溫度時的飽和濃度的60%以上時，則認為其為「濃酸」。優選地，採用硫酸時，其濃度C1通常不小於65重量%。通常，所用硫酸濃度為65-98重量%，優選70-97重量%。處理溫度T1通常為50-80℃，優選55-75℃，更優選60-70℃。只要滿足溫度不低於50℃的條件， 該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處理時間P1通常為1-20秒，優選為2-18秒，更優選為3-15秒。所述處理包括，但不限於，沖洗和浸入等，優選浸入處理。在處理過程中，優選採用百萬頻率超音波(mega-sonic)或超音波(ultrasonic)處理。
在本發明方法的步驟(2)(用一種濃酸於不高於30℃處理晶圓)中，優選地，所述濃酸為無機酸，包括，但不限於，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優選硝酸或硫酸。因為在一定的溫度下，不同酸的溶解性不同，所以採用不同的酸時，均採用其在處理溫度下的濃酸，例如其濃度為其相應溫度時的飽和濃度的60%以上時，則認為其為「濃酸」。優選地，採用硫酸時，其濃度C2通常不小於65重量%。通常，所用硫酸濃度為65-98重量%，優選70-97重量%。處理溫度T2通常不高於30℃，優選不高於25℃。只要滿足溫度不高於30℃的條件，該處理步驟中的溫度可以變化。通常，處理溫度為5-30℃，優選8-28℃，更優選10-25℃。該步驟的處理時間P2通常為0.5-15秒，優選1-12秒，更優選2-10秒。所述處理包括，但不限於，沖洗和浸入等，優選浸入處理。在處理過程中，優選採用百萬頻率超音波或超音波處理。
優選地，步驟(1)和(2)採用相同的酸進行處理。此時，可以採用同一份濃酸，按照不同的溫度連續處理，即在完成第一步處理之後，迅速降溫至第二步的處理溫度繼續處理；在這種實施方案中，C2為步驟(2)開始時的濃 度。如果第二步所用的酸與第一步所用的酸不同，則在第一步酸處理(1)之後，優選地，晶圓用高純水洗滌5-30秒之後再進行第二步的酸處理(2)。
在本發明的一個特別優選的實施方案中，步驟(1)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時間P1與步驟(2)的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時間P2之間滿足以下關係：C2×P2×(T2+273.15)≦C1×P1×(T1+273.15)≦3×C2×P2×(T2+273.15)，以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
進一步優選的是，步驟(1)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時間P1與步驟(2)的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時間P2之間滿足以下關係：500≦C1×P1×(T1+273.15)≦4,500；和350≦C2×P2×(T2+273.15)≦3,000；再進一步優選：650≦C1×P1×(T1+273.15)≦3,800；和450≦C2×P2×(T2+273.15)≦2,500；更進一步優選：850≦C1×P1×(T1+273.15)≦3,200；和550≦C2×P2×(T2+273.15)≦2,200。
在本發明中，所使用的術語「高純水」是指在25℃的電阻率優選不低於15百萬歐姆×公分(1.5×107Ω×cm)，更優選不低於17.5百萬歐姆×公分的水。
在用高純水洗滌晶圓的步驟(3)、(5)和(7)中，各步驟優選在較低溫度進行，例如在不高於30℃的溫度(例如3-30℃)，優選在不高於25℃(例如5-25℃)的溫度，更優選在8-20℃的溫度實施。洗滌時間通常為10-100秒，優選12-80秒，更優選15-60秒。
在本發明方法的步驟(4)(用一種有機酸溶液處理晶圓)中，所用的有機酸可以為常用的一種有機多元酸。所述酸包括，但不限於，檸檬酸、酒石酸、馬來酸、富馬酸、蘋果酸、葡萄糖酸、葡萄庚糖酸、C3-C12(即3-12個碳原子)的多元酸，優選C3-C10的二元酸等，例如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等，優選檸檬酸。所述有機酸的濃度C4通常為1-10重量%，優選2-8重量%，更優選3-6重量%。用有機酸處理時的溫度T4通常為10-30℃，優選15-25℃。該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處理時間P4通常為15-35秒，優選20-33秒。所述處理包括，但不限於，沖洗和浸入等，優選浸入處理。
在本發明一個特別優選的實施方案中，步驟(1)、步驟(2)中酸的濃度、處理溫度、處理時間與步驟(4)中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時間P4滿足以下關係：1/10[C2×P2×(T2+273.15)+C1×P1×(T1+273.15)]≦C4×P4×(T4+273.15)≦1/2[C2×P2×(T2+273.15)+C1×P1×(T1+273.15)]，以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度 為攝氏度，處理時間為秒。
進一步優選的是，步驟(4)中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時間P4滿足以下關係：100≦C4×P4×(T4+273.15)≦1,200。
更進一步優選的是，200≦C4×P4×(T4+273.15)≦900。
在本發明方法的步驟(6)(用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶圓)中，採用NH4OH-H2O2水溶液，按重量百分比計算，所述NH4OH-H2O2水溶液中，NH4OH、H2O2的濃度通常分別為5-25%NH4OH和3-15% H2O2，優選為10-22% NH4OH和5-12% H2O2。處理過程有利地在10-40℃下進行，優選在15-30℃的溫度進行。該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處理時間通常為2-15秒，優選3-12秒，更優選4-10秒。所述處理包括，但不限於，沖洗或浸入等，優選浸入處理。
在本發明的一個特別優選的實施方案中，步驟(6)中氨水的濃度C6、步驟(6)的處理溫度T6和處理時間P6滿足以下關係：50≦C6×P6×(T6+273.15)≦1,000優選的是，80≦C6×P6×(T6+273.15)≦800進一步優選的是，100≦C6×P6×(T6+273.15)≦500
上述各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度 為攝氏度，處理時間為秒。
在本發明方法的步驟(6)中，按重量百分比計算，NH4OH與H2O2的比例優選為0.5-7.5：1，優選為1-5：1。
在本發明方法的步驟(8)中，可以選擇在空氣或惰性氣氛(氮氣等)中乾燥晶圓，或選擇真空乾燥，乾燥溫度優選20-120℃，優選25-90℃；乾燥時間優選1-20分鐘。
本發明方法優選地適於清洗III-V族化合物半導體晶圓，例如直徑為2.50-15.0公分的晶圓，例如直徑5.0公分、7.5公分、10.0公分、12.5公分和15.0公分的III-V族化合物半導體晶圓，尤其是磷化銦半導體晶圓。所得的III-V族化合物半導體晶圓，每平方公分晶圓表面面積大於0.11 μm2的顆粒≦0.5顆(按統計數除以晶圓表面積計)，優選≦0.3顆；晶圓表面的金屬殘留Cu≦10×1010原子/cm2且Zn≦10×1010原子/cm2，優選金屬殘留Cu≦7×1010原子/cm2且Zn≦8×1010原子/cm2，更優選金屬殘留Cu≦2×1010原子/cm2且Zn≦3×1010原子/cm2；表面平均白霧值≦1.0 ppm，優選表面平均白霧值≦0.8 ppm，更優選≦0.7 ppm；其表面微觀粗糙度Ra0.5 nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優選Ra0.3 nm。通常，晶圓單面拋光；如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。
因此，本發明還提供一種III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，每平方公分晶圓表面面積大於0.11 μm2的顆粒≦0.5顆(按統計數除以晶圓表面積計)，優選≦0.3顆；晶圓表面的金屬殘留Cu≦10×1010原子/cm2且Zn≦ 10×1010原子/cm2，優選金屬殘留Cu≦7×1010原子/cm2且Zn≦8×1010原子/cm2，更優選金屬殘留Cu≦2×1010原子/cm2且Zn≦3×1010原子/cm2；表面平均白霧值≦1.0 ppm，優選表面平均白霧值≦0.8 ppm，更優選≦0.7 ppm；其表面微觀粗糙度Ra0.5 nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優選Ra0.3 nm。通常，晶圓單面拋光；如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。所述III-V族化合物半導體晶圓例如直徑為2.50-15.0公分的晶圓，例如直徑5.0公分、7.5公分、10.0公分、12.5公分和15.0公分的III-V族化合物半導體晶圓，尤其是磷化銦半導體晶圓。
在本發明中，如無另外說明，則所有的百分比或份數均按重量計。如無另外說明，則所有濃度均基於所述物質的純物質計算。
實施例：儀器和裝置：濕法清洗台(包含浸泡晶圓的槽和水洗槽)；晶圓旋轉乾燥機(美國Semitool公司101型SRD)。
晶圓品質檢測儀器：Yamada強光燈(光強大於100,000Lux)；晶圓表面分析儀(美國KLA-TENCOR公司6220型)；原子力顯微鏡(AFM)(美國Digital Instrument公司 NanoScope IIIa型)(垂直解析度0.03 nm，分析區域5 μm×5 μm)；用TXRF(反射X射線螢光分析儀；TREX 610型，OSAKA Japan Technos公司)測試晶圓表面元素。
實驗晶圓：如無另外說明，則均採用直徑5.08公分(2英吋)的、其中一面經過精細鏡面拋光的磷化銦晶圓，厚度為350 μm，拋光面表面微觀粗糙度Ra=0.3 nm。所有檢測均針對拋光面(對非磷化銦晶圓也是如此)。
對比例1
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入93重量%的濃硫酸中於65℃處理3秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入98重量%濃硫酸中於25℃處理3秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：2：7)中於25℃處理7秒；(5)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒； (6)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、但是有白霧。用美國KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒18顆(0.89顆/cm2)，白霧值(Haze值)=1.3 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=20x1011原子/cm2，Zn=23x1011原子/cm2。
對比例2
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入90重量%的濃硫酸中於65℃處理3秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入95重量%濃硫酸中於25℃處理2秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)用4重量%稀硫酸於25℃處理晶圓30秒；(5)於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：2：7)中於25℃處理5秒； (7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用美國KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒=20顆(=0.99顆/cm2)，白霧值(Haze值)=1.5 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=21x1010原子/cm2，Zn=23x1010原子/cm2。
對比例3
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入95重量%的濃硫酸中於65℃處理4秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入95重量%濃硫酸中於25℃處理10秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入6重量%的硝酸溶液中於25℃處理30秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於25℃下，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒； (6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：2：7)中於22℃處理6秒；(7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒=22顆(1.09顆/cm2)，白霧值(Haze值)=1.2 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=22x1010原子/cm2，Zn=21x1010原子/cm2。
實施例1
用以下步驟清洗直徑5.08公分(2英吋)的經過精細鏡面拋光的砷化鎵晶圓，厚度為350 μm，表面微觀粗糙度Ra=0.3 nm：(1)將待洗晶圓浸入92重量%的濃硫酸中於65℃處理4秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入98重量%濃硫酸中於25℃處理2秒；(3)然後於20℃，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大 於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入8重量%的檸檬酸溶液中於25℃處理30秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於20℃，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：2：7)中於25℃處理5秒；(7)然後於20℃，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒6顆(0.30顆/cm2)，白霧值(Haze值)=0.7 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=4x1010原子/cm2，Zn=3x1010原子/cm2。
實施例2
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入68重量%的濃硝酸中於51℃處理7秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入68重量%濃硝酸中於23 ℃處理4秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入3重量%的庚二酸溶液中於20℃處理30秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於25℃下，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：1：8)中於20℃處理6秒；(7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒8顆(0.39顆/cm2)，白霧值(Haze值)=0.75 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=4x1010原子/cm2，Zn=4x1010原子/cm2。
實施例3
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入90重量%的濃硫酸中於70℃處理 7秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入93重量%濃硫酸中於22℃處理6秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入3重量%的檸檬酸溶液中於22℃處理30秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於25℃下，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為0.7：1.8：7.5)中於30℃處理8秒；(7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒10顆(0.49顆/cm2)，白霧值(Haze值)=0.85 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=7x1010原子/cm2，Zn=8x1010原子/cm2。
實施例4
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入92重量%的濃硫酸中於65℃處理4秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入95重量%濃硫酸中於15℃處理4秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入3重量%的戊二酸溶液中於25℃處理30秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於25℃下，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：1：8)中於18℃處理5秒；(7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒6顆(0.30顆/cm2)，白霧值(Haze值)=0.70 ppm。用TXRF 測量金屬含量，Cu=2x1010原子/cm2，Zn=3x1010原子/cm2。
實施例5
用以下步驟清洗磷化銦晶圓：(1)將待洗晶圓浸入70重量%的濃硫酸中於62℃處理13秒；(2)將上述晶圓取出然後浸入70重量%濃硫酸中於30℃處理10秒；(3)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的快速高純水沖洗晶圓表面55秒；(4)將沖洗過的晶圓浸入5重量%的己二酸溶液中於25℃處理20秒；(5)然後將晶圓放入沖洗槽中，於25℃下，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面20秒；(6)將沖洗過的晶圓浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2：NH4OH：H2O的重量比為1：1.5：7.5)中於15℃處理15秒；(7)然後於25℃下，將晶圓放入沖洗槽中，用電阻率大於17.5百萬歐姆的高純水沖洗晶圓表面30秒；(8)將沖洗後的晶圓放入晶圓旋轉乾燥機中用熱氮氣(70℃)乾燥15分鐘。
乾燥後的晶圓用強光燈、KLA-TENCOR 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。
用強光燈檢查晶圓表面，無可見顆粒、無白霧。用 KLA-TENCOR 6220型檢查，面積大於0.11 μm2的顆粒10顆(0.49顆/cm2)，白霧值(Haze值)=0.97 ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu=7x1010原子/cm2，Zn=9x1010原子/cm2。
上述實施例為本發明優選的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其它的任何不背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。

Claims (25)

  1. 一種清洗III-V族化合物半導體晶圓的方法，包括以下步驟：(1)用一種濃酸於不低於50℃處理晶圓；(2)用一種濃酸於不高於30℃處理晶圓；(3)用高純水洗滌晶圓；(4)用一種有機酸溶液處理晶圓；(5)用高純水洗滌晶圓；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶圓；(7)用高純水洗滌晶圓；以及(8)乾燥所得晶圓。
  2. 根據請求項1的方法，其特徵在於，步驟(1)使用的晶圓是已經完成機械化學拋光和化學精細拋光的晶圓，其表面微觀粗糙度Ra0.5 nm。
  3. 根據請求項1的方法，其特徵在於，步驟(1)-(2)使用的所述濃酸為無機酸，其濃度為其相應溫度時的飽和濃度的60%以上。
  4. 根據請求項3的方法，其特徵在於，所述無機酸為硝酸或硫酸。
  5. 根據請求項1的方法，其特徵在於，步驟(1)和(2)採用相同的酸進行處理。
  6. 根據請求項1的方法，其特徵在於，步驟(1)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時間P1與步驟(2)的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時間P2之間滿足以下關係：C2×P2×(T2+273.15)≦C1×P1×(T1+273.15)≦3×C2×P2×(T2+273.15)，以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
  7. 根據請求項1或6的方法，其特徵在於，步驟(1)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時間P1與步驟(2)的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時間P2之間滿足以下關係：500≦C1×P1×(T1+273.15)≦4,500；和350≦C2×P2×(T2+273.15)≦3,000。
  8. 根據請求項1的方法，其特徵在於，在步驟(4)中，所用的有機酸為檸檬酸、酒石酸、馬來酸、富馬酸、蘋果酸、葡萄糖酸、葡萄庚糖酸或C3-C12的多元酸。
  9. 根據請求項8的方法，其特徵在於，所述有機酸為C3-C10的二酸或檸檬酸。
  10. 根據請求項1、8或9的方法，其特徵在於，所述有機酸濃度為1-10重量%。
  11. 根據請求項1的方法，其特徵在於，步驟(1)、步驟(2)中酸的濃度、處理溫度、處理時間與步驟(4)中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時間P4滿足以下關係：1/10[C2×P2×(T2+273.15)+C1×P1×(T1+273.15)]≦C4×P4×(T4+273.15)≦1/2[C2×P2×(T2+273.15)+C1×P1×(T1+273.15)]，以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
  12. 根據請求項1或11的方法，其特徵在於，步驟(4)中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時間P4滿足以下關係：100≦C4×P4×(T4+273.15)≦1,200。
  13. 根據請求項1的方法，其特徵在於，在步驟(6)中，採用NH4OH-H2O2水溶液，氨水的濃度C6、步驟(6)的處理溫度T6和處理時間P6滿足以下關係：50≦C6×P6×(T6+273.15)≦1,000，上述各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
  14. 根據請求項13的方法，其特徵在於，在步驟(6)中，按重量百分比計算，NH4OH與H2O2的比例優選為0.5-7.5：1。
  15. 根據請求項1的方法，其特徵在於，所述III-V族化合物半導體晶圓是磷化銦半導體晶圓。
  16. 一種III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，每平方公分晶圓表面面積大於0.11 μm2的顆粒≦0.5顆，晶圓表面的金屬殘留Cu≦10×1010原子/cm2且Zn≦10×1010原子/cm2，表面平均白霧值≦1.0 ppm，其表面微觀粗糙度Ra0.5 nm。
  17. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，每平方公分晶圓表面面積大於0.11 μm2的顆粒≦0.3顆。
  18. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，晶圓表面的金屬殘留Cu≦7×1010原子/cm2。
  19. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，晶圓表面的金屬殘留Cu≦2×1010原子/cm2。
  20. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特 徵在於，晶圓表面的金屬殘留Zn≦8×1010原子/cm2。
  21. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，晶圓表面的金屬殘留Zn≦3×1010原子/cm2。
  22. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，表面平均白霧值≦0.8ppm。
  23. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，表面平均白霧值≦0.7ppm。
  24. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，表面微觀粗糙度Ra0.3 nm。
  25. 根據請求項16的III-V族化合物半導體晶圓，其特徵在於，所述III-V族化合物半導體晶圓是磷化銦半導體晶圓。
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