(57)【要約】【課題】ウェハ表面のＭｇ、Ｃａを効果的に除去する半導体ウェハの洗浄方法およびその方法で得られたウェハを提供すること。【解決手段】半導体ウェハの洗浄方法において、極わずかなエッチング作用を持つ洗浄液である有機アルカリ系洗浄液で洗浄した後、ウェハ表面のＣａ、Ｍｇを除去することを目的として高純度有機溶剤、例えばイソプロピルアルコールで洗浄する。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの洗浄方法において、エッチング作用を持つ洗浄液でウェハ表面を洗浄した後、ウェハ表面のＣａ、Ｍｇを除去することを目的として高純度有機溶剤で洗浄することを特徴とする半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項２】
上記有機溶剤として、イソプロピルアルコール、メチルアルコール、エチルアルコール、アセトンのうち、いずれか１つを用いることを特徴とする、請求項１記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項３】
上記有機溶剤の純度が、９９．９９％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項４】
上記有機溶剤は、１０リットル／ｍｉｎ以上の流速で循環することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項５】
上記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ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項６】
上記半導体ウェハがIII-Ｖ族化合物半導体又はII-VI族化合物半導体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項７】
上記III-Ｖ族化合物半導体がＧａＡｓであることを特徴とする請求項６記載の半導体ウェハ洗浄方法。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法により得られたことを特徴とするウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの洗浄方法およびその方法で得られるウェハに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体は、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）など、種々の受発光デバイスの作製に用いられている。
【０００３】
これらの素子の能動層は鏡面ウェハ表面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）法及びイオン打ち込み法などにより作成される。
【０００４】
この鏡面ウェハは次の手順で作成される。結晶インゴットをスライスし、ウェハを切り出す。そして、このスライスウェハを＃８００〜＃３０００のアルミナ砥粒でラップし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、極わず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、最後に乾燥する工程Ｓ１３とからなる。
【０００７】
しかし、この洗浄方法では、極わず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）にわずかに残留してしまう。この鏡面上に半導体をエピタキシャル成長した場合、そのエピタキシャル層の表面にヘイズ（Ｈａｚｅ）が発生し、良好なエピタキシャル層表面が得られないことがある。このため、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。
【０００８】
そこで、表面に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として、従来、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が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４-０８７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１は、洗浄によってウェハ表面に洗浄液（有機アルカリ液）が残留してしまう不都合に対し、最後に有機溶剤による洗浄により洗浄液が残留しないようにする技術であり、ＣａやＭｇ等の軽金属を除去することに関しては何ら開示がない。
【００１０】
ＣａやＭｇは、無機物の中でも人体や手袋、ガーゼ等の用具類などに、広く存在する物質で、半導体ウェハに最も汚染しやすい物質である。図２で述べた従来のウェハの洗浄方法では、治具や洗浄キャリア等を介して洗浄液に混入した微量なＣａ、Ｍｇが、ウェハ表面に付着し、そのまま乾燥されるため、Ｍｇ、Ｃａがウェハ表面にわずかに残留してしまう。
【００１１】
このウェハをエピタキシャル成長すると、キャリア濃度の異常等、エピタキシャル層の特性に影響し、良好なエピタキシャル層表面が得られない場合がある。そこで、このエピタキシャル層の特性の異常発生を抑止するために、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前処理をする必要が生じるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、半導体ウェハの洗浄において、ウェハ表面のＭｇ、Ｃａを効果的に除去する半導体ウェハの洗浄方法およびその方法で得られたウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１４】
請求項１の発明は、半導体ウェハの洗浄方法において、エッチング作用を持つ洗浄液でウェハ表面を洗浄した後、ウェハ表面のＣａ、Ｍｇを除去することを目的として高純度有機溶剤で洗浄することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体ウェハの洗浄方法において、上記有機溶剤として、イソプロピルアルコール、メチルアルコール、エチルアルコール、アセトンのうち、いずれか１つを用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の半導体ウェハの洗浄方法において、上記有機溶剤の純度が、９９．９９％以上であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体ウェハの洗浄方法において、上記有機溶剤は、１０リットル／ｍｉｎ以上の流速で循環することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法において、上記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ることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法において、上記半導体ウェハがIII-Ｖ族化合物半導体又はII-VI族化合物半導体であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の半導体ウェハ洗浄方法において、上記III-Ｖ族化合物半導体がＧａＡｓであることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明に係るウェハは、上記請求項１〜７のいずれかに記載の半導体ウェハ洗浄方法により得られたことを特徴とする。
【００２２】
＜発明の要点＞
従来技術の問題点で述べたように、エピタキシャル層の特性異常が発生する原因は、エピタキシャル層表面にＭｇ、Ｃａの不純物が残留するためである。この問題を解決するため、本発明では、ウェハ洗浄工程の最後に、ウェハ表面に残留したＭｇ、Ｃａを完全に除去する。すなわち、このＭｇ、Ｃａを完全除去する手段（処理）として、本発明では、半導体ウェハの洗浄工程の最後（つまり極わずかなエッチング作用を持つ例えば有機アミンなどの有機アルカリ系洗浄液での洗浄、および超純水などでの純水洗浄を行った後）に、高純度の有機溶剤、例えばイソプロピルアルコールで洗浄する。これにより、ウェハ表面に残留したＭｇ、Ｃａを完全に除去でき、高品質のエピタキシャルウェハを得ることができる。
【００２３】
また、有機溶剤を循環させ洗浄槽内の液を流動させることで、Ｍｇ、Ｃａの洗浄効果を高めることができる。流速が速いとＭｇ、Ｃａの除去能力が高くなるが、１０リットル／ｍｉｎ以上の流速であればウェハ表面に残留したＭｇ、Ｃａを完全に除去できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体ウェハの洗浄工程の最後に、高純度の有機溶剤で洗浄するので、ウェハ表面に残留したＭｇ、Ｃａを完全に除去することができ、高品質のエピタキシャルウェハを得ることができる。
【００２５】
本発明の長所は、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く、そのため経済的に有利な点にある。
【００２６】
本発明の方法で作成したウェハを用いることにより、高品質素子が安定して得られ、素子歩留をあげることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２８】
本実施形態では、半導体ウェハ表面のＭｇ、Ｃａの除去効果を上げるために、半導体ウェハの洗浄工程の最後に、高純度の有機溶剤、例えばイソプロピルアルコールでウェハ表面を洗浄する。
【００２９】
図１に、本実施形態にかかる半導体ウェハの洗浄方法の流れを示す。
【００３０】
この半導体ウェハの洗浄方法では、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ウェハを対象とする。まず、ＧａＡｓウェハを脱脂洗浄し、このＧａＡｓウェハの鏡面を、極わずかなエッチング作用を持つ洗浄液である有機アルカリ系洗浄液（具体的には有機アミン）により流速１０リットル／ｍｉｎで５分間洗浄し（工程Ｓ１）、超純水により流速５リットル／ｍｉｎで５分間洗浄する（工程Ｓ２）。
【００３１】
続いて、高純度有機溶剤として純度９９．９９％のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いて、ＧａＡｓウェハの鏡面を流速１０リットル／ｍｉｎで５分間洗浄し（工程Ｓ３）、再び超純水により流速５リットル／ｍｉｎで５分間洗浄する（工程Ｓ４）。そして、ＩＰＡ蒸気乾燥法又はスピン乾燥法により乾燥する（工程Ｓ５）。
【００３２】
＜実施例１＞
半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｍｇが混入したアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、［表１］に示す洗浄シーケンスで洗浄した（実施例１）。このウェハ（実施例１）を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にかけ、ウェハ表面のＣａ、Ｍｇ量を分析したところ、Ｍｇ、Ｃａは検出されなかった。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
＜比較例１＞
比較のため、半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｍｇが混入したアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、［表２］に示す洗浄シーケンス（［図１］の工程Ｓ３、Ｓ４なし）で洗浄した（比較例１）。このウェハ（比較例１）の表面のＣａ、Ｍｇ量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にて分析したところ、Ｍｇ、Ｃａが検出された。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
上記の結果から、本実施形態の半導体ウェハの洗浄方法（図１）によるＭｇの除去効果が確認された。
【００３７】
＜比較例２＞
また、比較のため、半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｍｇが混入したアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、［表３］に示す洗浄シーケンス（［図１］の工程Ｓ４の流速を５リットル／ｍｉｎにしたもの）で洗浄した（比較例２）。このウェハ（比較例２）の表面のＣａ、Ｍｇ量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にて分析したところ、わずかにＭｇ、Ｃａが検出された。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
上記の結果から、流速が１０リットル／ｍｉｎ以上であれば、Ｃａ、Ｍｇの除去効果が充分得られることが確認された。
【００４０】
＜実施例２＞
半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｃａに汚染されたアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、上記［表１］の洗浄シーケンスで洗浄した（実施例２）。このウェハ（実施例２）を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にかけ、ウェハ表面のＣａ、Ｍｇ量を分析したところ、Ｍｇ、Ｃａは検出されなかった。
【００４１】
＜比較例３＞
比較のため、半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｃａに汚染されたアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、上記［表２］の洗浄シーケンス（［図１］の工程Ｓ３、Ｓ４なし）で洗浄した（比較例３）。このウェハ（比較例３）の表面のＣａ、Ｍｇ量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にて分析したところ、Ｍｇ、Ｃａが検出された。
【００４２】
上記の結果から、本実施形態の半導体ウェハの洗浄方法（図１）によるＣａの除去効果が確認された。
【００４３】
＜比較例４＞
また、比較のため、半絶縁性ＧａＡｓ鏡面ウェハを、Ｃａに汚染されたアルカリ系の洗浄液である有機アミンにより５分間洗浄した後、上記［表３］の洗浄シーケンス（［図１］の工程Ｓ４の流速を５リットル／ｍｉｎにしたもの）で洗浄した（比較例４）。このウェハ（比較例４）の表面のＣａ、Ｍｇ量を、飛行時間型二次イオン質量分析装置にて分析したところ、Ｍｇ、Ｃａがわずかに検出された。
【００４４】
上記の結果から、流速が１０リットル／ｍｉｎ以上であれば、Ｃａ、Ｍｇの除去効果が充分に得られることが確認された。
【００４５】
上記イソプロピルアルコールに替えて、高純度有機溶剤としてメチルアルコール、エチルアルコール、アセトンを使用した結果、同等の効果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【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】
【００４７】
Ｓ１  有機アルカリ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
【図１】
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【図２】
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