JPH0261077A - ＧａＡｓウェーハの鏡面エッチング液および鏡面エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、エピタキシャル成長やイオン注入等に用いら
れるＧａＡｓウェーハの鏡面エツチング液および鏡面エ
ツチング方法の改良に関する。

「従来の技術」 この種のＧ１Ａｓウェーハは、単結晶インゴットから切
り出された後、研摩およびエツチング液経て鏡面加工さ
れたもので、加工変質層や表面欠陥が極めて少ない平滑
面が要求される。

従来、前記エツチングには硫酸および過酸化水素の混合
溶液が使用され、その濃度は通常、硫酸が６０〜８１萱
ｔ％、過酸化水素が３〜４．５ｗｔ％とされている。そ
して前記エツチング液を２０〜１００°Ｃに保ちつつ、
これに研摩および水洗の完了したウェーハを浸漬するこ
とにより、ウェーハ表面を過酸化水素で酸化すると同時
に酸化層を硫酸で溶解し、加工変質層を除去している。

「発明が解決しようとする課題」 ところが最近、ＧａＡｓウェーハに要求される品質がさ
らに厳しくなるにつれ、上記従来の方法でエツチングを
行なったものでは、表面欠陥は確かに少ないものの、ウ
ェーハ表面にエツチングむらに起因する擾乱（微細なう
ねり）が生じる傾向が確認され、平滑性の点で今後問題
になるおそれが生じ始めている。

そこで本発明者らは、種々の実験を行なうことにより前
記擾乱の発生原因について詳細な検討を試み、次のよう
な新規な知見を得るに至った。

■従来のエツチング液では３〜４．５ｗｔ％　であった
過酸化水素濃度を０．２〜２．５ｗｋ％に低下しＩ；エ
ツチング液を用いると、エツチングむらが低減され、ウ
ェーハ表面の擾乱が少なくなる。このエツチング液によ
れば、過酸化水素によるウェーハ表面の酸化速度ｖ１と
、硫酸による酸化膜溶解速度ｖ２との比（Ｖ＋乙’／２
）が従来のエツチング液よりも小さいため、酸化膜の生
成がウェー７１全面に互って均一に進行し、擾乱が生じ
にくいものと推測される。

■エツチング開始時に、水洗したウェーハをエツチング
液に直接浸漬すると、ウェーハ表面においてエツチング
液の微視的な濃度むらが生じ、同時に硫酸の溶解熱によ
り温度むらが生じる。このため、局部的なエツチング進
行度の差が生じ、擾乱発生の一因となる。

■同様に、エツチング停止時に、ウェーハをエツチング
液から引き上げて直接水洗すると、ウェーハ表面でエツ
チング液の残留むらおよび温度むらが生じ、擾乱発生の
一因となる。

「課題を解決するための手段」 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、第
１項に係わるＧａＡｓウェーハの鏡面エツチング液は、
６０〜８１ｗｔ％の硫酸および０．２〜２．５ｖ１％の
過酸化水素を含有することを特徴とする。過酸化水素の
濃度が０．２ｖＬ％未満ではウェーハの表面欠陥が増加
し、２．５ｗｔ％　より大きいとウェーハ表面の擾乱が
増加する。一方、硫酸濃度が６０ｗｔ％未満まｔ；は８
１ｗｔ％を越えてもウェーハ表面の擾乱が増加する。

前記組成からなるエツチング液によれば、従来のエツチ
ング液に比して、過酸化水素によるウェーハ表面の酸化
速度と、硫酸による酸化膜溶解速度とのバランスが良好
で、酸化膜生成および溶解がウェーハ全面に互って均一
に進行し、エツチングむらが少ない。したがって、ウェ
ーハ表面の擾乱を防ぎ、高品質のＧａＡｓウェーハの製
造が可能である。しかも、表面欠陥の発生密度に関して
は、従来のエツチング液に対して遜色がない。

一方、本発明の第２項に係わるＧａＡｓウェーハの鏡面
エツチング方法は、前記鏡面エツチング液を６０〜１０
０℃に保ちつつ、これにＧａＡｓウェーハを浸漬してエ
ツチングすることを特徴とする。

前記温度が６０°Ｃ未満では酸素気泡がウェーハ表面に
付着して表面欠陥を生じやすい。他方、１００°Ｃを越
えるとエツチング作用が不安定になり、エツチングむら
を生じるおそれがある。

このエツチング方法によれば、前記エツチング液が最も
良好なエツチング作用を発揮し、表面欠陥および擾乱の
少ない高品質のＧａＡｓウェーハを製造することが可能
である。

なお前記エツチング方法では、エツチング開始に先立ち
、６０〜８１ｖＬ％の硫酸を含有し過酸化水素は含まな
いリンス液にＧａＡｓウエーノ飄を浸漬しておくことが
望ましい。この気運を行なえば、エツチング液にウェー
ハを浸漬した時点でのウェーハ表面におけるエツチング
液の濃度むら、および硫酸の溶解熱による温度むらを防
ぐことができ、エツチングがウェーハの全面に互って同
時にかつ同一条件で開始され、エツチング不均一に起因
する擾乱発生を防止できる。

また同様にエツチングが完了した後には、ＧａＡｓウェ
ーハを前記リンス液で洗浄することが望ましい。具体的
には、ウェー７１の表面中心にリンス液を注ぎ、エツチ
ング液を周辺へ洗い流す方法が好適である。この処理を
行なえば、エツチング後のウェーハを直接水洗する場合
に比して、ウェーハ表面に付着した過酸化水素がより速
やかに洗い流され、過酸化水素の残留むらが生じにくい
うえ、硫酸の溶解熱による温度むらを防ぐことができ、
エツチングがウェーハの全面に亙って同時にかつ同一条
件で停止され、エツチング不均一に起因する擾乱が防止
できる。

「実施例」 次に、本発明の実施例を挙げて効果を実証する。

（実施例） 不純物としてＣ「を２〜５　ｐｐｍ＋添加したＧ！ＡＳ
単結晶インゴットを、液体封止ＣＺ法により引き上げた
。次いでこのインゴットを、（Ｚｏｏ）面から＜０１１
＞方向に２°傾いた面でスライスし、厚さ６００μｍの
ウェーハを切り出して研摩を行ない、厚さ５００μｍの
ウェーハとした。

次にこのウェーハを洗浄し、純水中で十分にすすぎを行
なった後、乾燥しないうちに濃硫酸１００ｍＱ＋純水５
０ｍ（ｌからなる２０°Ｃのリンス液（硫酸濃度的７５
ｖ１％）に１分間浸漬した。

次いで、濃硫酸８ρ１＋純水３ＢｍＱ＋過酸化水素水２
ｍｆｔからなるエツチング液（硫酸濃度的７５ｖ１％、
過酸化水素濃度約０．３ｖＬ％）に鏡面を上にしてウェ
ーハを浸漬し、上下に揺動して７分間エツチングを行な
った。エツチング液の温度はエツチング開始時に９２°
Ｃ１終了時に７０　’Ｃであった。

次いで、ウェーハを速やかにエツチング液から引き上げ
、前記リンス液を１５０ｍ１をウェーハ表面に注いだ後
、さらにこれを純水で十分にすすぎ、スピンナーを用い
て速やかに乾燥させた。

こうして得られたウェーハを顕微鏡で観察したところ、
表面欠陥、およびエツチングに起因する擾乱が共に十分
少なかった。

（比較例１） 濃硫酸８０ｍ１＋純水３９ｍ（１＋過酸化水素水１ｍｌ
からなるエツチング液（硫酸濃度的７５ｗ【％、過酸化
水素濃度約０．１５１％）を用い、他は前記実施例と全
く同条件で工７チングを行なった。

こうして得られたウェーハでは、実施例に比して表面欠
陥が増加しｔこ。

（比較例２） 濃硫酸８０ｍ１＋純水２０ｍ１＋過酸化水素水２０ｍ１
からなるエツチング液（硫酸濃度的７５ｗｆ％、過酸化
水素濃度約３１ｊ％）を用いた他は、実施例と全く同条
件でエツチングを行なった。

その結果、ウェーハ表面には擾乱が生じ、平滑面は得ら
れなかった。

（比較例３） 実施例と同じエツチング液を用い、エツチング液の温度
をエツチング開始時に１１０°Ｃ１終了時に８０°Ｃに
変更して、他は実施例と全く同じ条件でエツチングを行
なった。その結果、ウェーハ表面には擾乱が生し、平滑
面は得られなかった。

（比較例４） 実施例と同じエツチング液を用い、エツチング液の温度
をエツチング開始時に７０℃、終了時に５０°Ｃに変更
して、他は実施例と全く同じ条件でエツチングを行なっ
ｔ二。その結果、実施例に比してウェーハの表面欠陥が
増加した。

（比較例５） エツチング開始前のリンス処理を施さずに、つ工−ハを
直接エツチング液に浸漬した魚具外は実施例と全く同じ
処理を行なった。その結果、つ工−ハ表面には擾乱が生
じた。

（比較例６） エンチング終了後のリンス処理を施さずに、ウェーハを
直接、純水中ですすいだ魚具外は実施例と全く同じ処理
を行なった。その結果、ウェーハ表面には擾乱が生じた
。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わるＧａＡｓつ工−ハ
の鏡面エツチング液によれば、従来のエツチング液に比
して、酸化膜生成および溶解がつ工−ハ全面に互って均
一に進行し、エツチングむらが少ない。したがって、ウ
ェーハ表面の擾乱を防ぎ、高品質のＧλＡｓウェーハの
製造が可能である。

方、本発明の鏡面エツチング方法によれば、前記エツチ
ング液が最も良好なエツチング作用を発揮し、表面欠陥
や擾乱の少ない高品質のＧａＡｓウェーハを製造する二
とが可能である。

また、エツチング開始前に予めリンス液にウェーハを浸
漬した場合１こは、エツチング液にウェーハを浸漬した
時点でのウェーハ表面におけるエツチング液の濃度むら
βよび硫酸の溶解熱による温度むらを防ぎ、エツチング
がウェーハの全面に互って同時にかつ同一条件で開始さ
れるため、エツチングの不均一に起因する擾乱の発生を
防止できる。

同様に、エツチングが完了した後にウェーハをリンス液
で洗浄した場合には、エツチング後のウェーハを直接水
洗する場合に比して、ウェーハ表面に付着した過酸化水
素がより速やかに洗い流され、過酸化水素の残留むらや
硫酸の溶解熱による温度むらを防ぎ、エツチングがウェ
ーハの全面に互って同時にかつ同一条件で停止されるた
め、エツチング不均一に起因する擾乱を防止できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）６０〜８１ｗｔ％の硫酸と０．２〜２．５ｗｔ％
   の過酸化水素とを含有することを特徴とするＧａＡｓウ
   ェーハの鏡面エッチング液。
2. （２）第１項記載の鏡面エッチング液を６０〜１００℃
   に保ちつつ、ＧａＡｓウェーハをエッチングすることを
   特徴とするＧａＡｓウェーハの鏡面エッチング方法。
3. （３）６０〜８１ｗｔ％の硫酸を含有するリンス液にＧ
   ａＡｓウェーハを浸漬した後、エッチングを行なうこと
   を特徴とする第２項記載のＧａＡｓウェーハの鏡面エッ
   チング方法。
4. （４）エッチングが完了した後、ＧａＡｓウェーハを６
   ０〜８１ｗｔ％の硫酸を含有するリンス液、で洗浄する
   ことを特徴とする第２項または第３項記載のＧａＡｓウ
   ェーハの鏡面エッチング方法。