(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、上記化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄装置において、
少なくとも上記化合物半導体ウェハと処理液中で接触する部分は、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成されていることを特徴とする化合物半導体ウェハの洗浄装置。
【請求項２】
化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄方法において、
上記化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、少なくとも上記化合物半導体ウェハと処理液中で接触する部分は、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成されている洗浄装置を用いて洗浄することを特徴とする化合物半導体ウェハの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、化合物半導体ウェハを処理液中に浸漬して洗浄を行う半導体ウェハの洗浄装置および洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体ウェハ（以下、単にウェハと称する）に所望の組成を有する化合物半導体を有機金属化学気相成長（以下、ＭＯＣＶＤと称する）法等によりエピタキシャル成長させることによって製造されるが、ＭＯＣＶＤ処理を施す前には酸化膜、汚染物および異物除去を目的としてウェハ洗浄を行う必要があり、一般的には、図４に示すように、被処理ウェハ１をウェハキャリア５に装着し、処理槽３に溜められた処理液４に所定の時間浸漬し、水洗した後、スピン乾燥法もしくはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥法により被処理ウェハ１を乾燥させることによりウェハ洗浄が行われていた。
また、ウェハ洗浄に使用する処理液４は、被処理ウェハ１の種類、工程により塩酸、弗酸、硫酸、硝酸等が用いられ、被処理ウェハ１を保持するためのウェハキャリア５は、これらの処理液に対して充分な耐性を確保するため、例えば特開平１０−７０１７８号公報にも開示されているように、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等）製のものが一般的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、化合物半導体をエピタキシャル成長させるためのＭＯＣＶＤ処理前にはウェハの洗浄が行われているのにもかかわらず、形成されたエピタキシャル成長層には径が数ｍｍにも及ぶ成長不良エリアが生じる場合があった。
【０００４】
そこで、エピタキシャル成長層の成長不良を引き起こす原因となっている工程を特定するため、各製造工程後にウェハに付着している異物の検査を行い、成長不良の発生位置と各工程で付着した異物の座標照合を行った結果、成長不良を引き起こしている原因はＭＯＣＶＤ処理前の洗浄工程で付着した異物であることが確認された。
次に、洗浄工程後に付着している全ての異物を分析した後にＭＯＣＶＤ処理を行い、どの異物が成長不良を引き起こしているかを調べた結果、ＣとＦを含む異物が成長不良を引き起こす原因であることが判明し、この結果から、ウエハキャリアとして一般的に用いられているフッ素樹脂からの異物がエピタキシャル成長層の成長不良を引き起こす原因であるとの結論に達した。
【０００５】
また、洗浄工程後にウェハに付着した異物のサイズと、エピタキシャル成長層の成長不良エリアのサイズを実際に測定したところ、成長不良エリアのサイズは付着異物のサイズの２０倍にも達することが確認された。
【０００６】
以上のように、従来のウェハの洗浄装置においては、ウエハキャリア等、ウエハと直接接触する部位にはフッ素樹脂が用いられているため、エピタキシャル成長において広範囲に及ぶ成長不良を引き起こす原因となるフッ素系の異物がウェハに付着する可能性が高いという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、化合物半導体ウェハ上に形成されるエピタキシャル成長層における広範囲に及ぶ成長不良エリアの発生を防止できる化合物半導体ウェハの洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄装置において、少なくとも化合物半導体ウェハと処理液中で接触する部分は、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成されているものである。
【０００９】
さらに、この発明は、化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄方法において、化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、少なくとも化合物半導体ウェハと処理液中で接触する部分は、ポリプロピレン（ＰＰ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成されている洗浄装置を用いて洗浄する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による化合物半導体ウェハの洗浄装置の処理槽部の構成を示す概略図である。図において、１は被処理ウェハ、２は被処理ウェハ１を保持するウェハキャリアで、ポリプロピレン（以下、ＰＰと称する）で構成されている。３は処理槽、４は処理液（洗浄液）である。
【００１１】
本実施の形態においては、化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に被処理ウェハ１を洗浄する洗浄装置として、ウェハキャリア２など処理液４中で被処理ウェハ１と接触する部分をＰＰで構成したものを用いる。
【００１２】
次に、ウェハキャリア２など処理液４中で被処理ウェハ１と接触する部分の構成材料としてＰＰを用いるに至った理由を説明する。
まず、一般的に耐薬品性が要求されるウェハキャリアを構成可能な材料からなる様々な異物をＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体ウェハ（以下、単にウェハと称する）に意図的に付着させた後、ＭＯＣＶＤ法により化合物半導体をエピタキシャル成長させ、そのエピタキシャル成長層における成長不良エリアのサイズを測定した。その結果を、付着させた異物の種類と、エピタキシャル成長層における成長不良エリアのサイズをウェハに付着させた異物のサイズで除した値である欠陥拡大率との関係として図２に示す。
【００１３】
図２に示すように、フッ素樹脂であるＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥの欠陥拡大率はいずれも１０倍以上であった。また、洗浄装置の構成部材によく用いられる塩ビにおいても欠陥拡大率は約５０倍であった。
また、搬送用キャリアとしてよく用いられるＰＰの欠陥拡大率は１〜２倍程度であり、ほとんど成長不良エリアが拡大しないことが判明した。
これは、フッ素樹脂や塩ビにはＦやＣｌ等のハロゲン元素が含まれており、この元素が化合物半導体を構成するＧａＡｓやＩｎＰ上に変質層を形成し、成長を阻害するものと考えられる。
【００１４】
しかし、ＰＰは耐薬品性においてフッ素樹脂に劣るため、ＭＯＣＶＤ法よるエピタキシャル成長前の洗浄工程で実際に使用される処理液に対するＰＰの耐薬品性の評価を行った。その結果を図３に示す。
図３に示すように、常温での塩酸（ＨＣｌ）、希フッ酸（ＢＨＦ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）に対しては、重量変化、硬度、テープ剥離、表面状態のいずれにおいても問題がなく使用可能である。
しかし、５０℃の硫酸過水（Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２）に対しては３０分後に表面荒れが発生し、硝酸（ＨＮＯ３）に対しては６時間後に変色等の変化が見られ
たが、その時間以内では使用可能であるため、使用期限を設けて期限毎に新品と交換することにより使用可能である。
【００１５】
実際に、ＧａＡｓの被処理ウェハ１を、従来例で示したフッ素樹脂製（ＰＦＡ製）のウェハキャリア５と、本実施の形態によるＰＰ製のウェハキャリア２に装着して洗浄処理を施した後、エピタキシャル成長を行い、径が２ｍｍ以上の成長不良箇所をカウントした結果、ウェハ当たりの成長不良箇所はフッ素樹脂製のウェハキャリア５を使用した場合は０．３個、ＰＰ製のウェハキャリア２を使用した場合は０．０４個であった。
【００１６】
また、図２に示すように、ウェハにポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を異物として付着させた場合の欠陥拡大率は１〜２倍程度であり、ＰＰと同程度の効果が得られるが、ＰＥＥＫは硫酸系溶液には侵食されるため、硫酸系以外の溶液に限って使用する必要がある。
【００１７】
なお、ウェハキャリア２は処理液４中で被処理ウェハ１と接触する部分のみをＰＰもしくはＰＥＥＫで構成してもよく、また、エピタキシャル成長を行う前の被処理ウェハ１を洗浄する洗浄装置においても、処理液４中で被処理ウェハ１と接触する部分には上述した材料を適用するものとする。
【００１８】
本実施の形態によれば、化合物半導体をエピタキシャル成長させる前の半導体ウェハを洗浄する場合に、処理液４中で被処理ウェハ１と接触する部分をＰＰもしくはＰＥＥＫで構成された洗浄装置を用いることにより、被処理ウェハ１にＰＰもしくはＰＥＥＫからの異物が付着した場合においても、エピタキシャル成長不良エリアが拡大することを防止できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄装置において、ウェハキャリアなど処理液中で化合物半導体ウェハと接触する部分をＰＰもしくはＰＥＥＫで構成することにより、洗浄後の化合物半導体ウェハにＰＰもしくはＰＥＥＫからの異物が付着した場合においても、次の化合物半導体をエピタキシャル成長させる工程において、形成されるエピタキシャル成長層の成長不良エリアが付着した異物サイズに比して拡大するのを防止することができる。
【００２０】
また、化合物半導体ウェハを塩酸、希フッ酸または硫酸の処理液中に浸漬して洗浄する洗浄方法において、化合物半導体ウェハ上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、ウェハキャリアなど処理液中で被処理ウェハと接触する部分をＰＰもしくはＰＥＥＫで構成された洗浄装置を用いて洗浄することにより、洗浄後の化合物半導体ウェハにＰＰもしくはＰＥＥＫからの異物が付着した場合においても、エピタキシャル成長層における成長不良エリアの拡大を防止して化合物半導体ウェハの処理歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による洗浄装置の処理槽部の構成を示す概略図である。
【図２】  付着異物の種類と欠陥拡大率の関係を示す図である。
【図３】 ＰＰの耐薬品性の評価結果を示す図である。
【図４】 従来のこの種洗浄装置の処理槽部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  被処理ウェハ、２  ウェハキャリア（ＰＰ製）、３  処理槽、４  処理液、５  ウェハキャリア（ＰＦＡ製）。
【図１】
0003777322.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003777322.tif 000004
【図４】
0003777322.tif 000005