JPH0888259A - 半導体基板評価のための表面処理方法 - Google Patents
半導体基板評価のための表面処理方法Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 SPV法を用いて半導体基板の重金属汚染度
を評価する場合、従来方法では半導体基板を表面処理後
約1週間放置しないとSPV値が安定しないので、これ
を短時間で安定させることができるようにする。 【構成】 混酸によるエッチングを行ってエピタキシャ
ル層を除去し、ベアなシリコン層表面が露出した半導体
基板に対して、バッファードフッ酸による洗浄とそれに
続くSC−1洗浄とを施す。前記処理後約2時間放置す
るとSPV値の変化率は約5%と十分に安定し、少数キ
ャリア拡散長を高精度に測定することができる。従っ
て、半導体基板評価のリードタイムは従来方法よりも大
幅に短縮される。
を評価する場合、従来方法では半導体基板を表面処理後
約1週間放置しないとSPV値が安定しないので、これ
を短時間で安定させることができるようにする。 【構成】 混酸によるエッチングを行ってエピタキシャ
ル層を除去し、ベアなシリコン層表面が露出した半導体
基板に対して、バッファードフッ酸による洗浄とそれに
続くSC−1洗浄とを施す。前記処理後約2時間放置す
るとSPV値の変化率は約5%と十分に安定し、少数キ
ャリア拡散長を高精度に測定することができる。従っ
て、半導体基板評価のリードタイムは従来方法よりも大
幅に短縮される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板評価のため
の表面処理方法に関する。
の表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】エピタキシャル成長装置の汚染度を評価
する場合、前記エピタキシャル成長装置を用いてエピタ
キシャル成長を施したシリコンウェーハのエピタキシャ
ル層を除去した後、表面光起電力法(surface
photovoltage method、以下SPV
法という)により少数キャリア拡散長を測定し、Fe,
Crなどの重金属汚染度を評価する。前記SPV法によ
る評価を行うに当たり、前処理としてエピタキシャル層
を除去するため、HFとHNO3 とからなる混酸あるい
はHFとHNO3 とにH2 OまたはCH3 COOHを加
えた混酸を用いてシリコンウェーハの表面をエッチング
する。また、アズスライスウェーハ、ラップドウェーハ
など表面に光沢のないシリコン基板に対しては、酸化膜
除去および表面の光沢化のために前記混酸でシリコン基
板の表面をエッチングしている。
する場合、前記エピタキシャル成長装置を用いてエピタ
キシャル成長を施したシリコンウェーハのエピタキシャ
ル層を除去した後、表面光起電力法(surface
photovoltage method、以下SPV
法という)により少数キャリア拡散長を測定し、Fe,
Crなどの重金属汚染度を評価する。前記SPV法によ
る評価を行うに当たり、前処理としてエピタキシャル層
を除去するため、HFとHNO3 とからなる混酸あるい
はHFとHNO3 とにH2 OまたはCH3 COOHを加
えた混酸を用いてシリコンウェーハの表面をエッチング
する。また、アズスライスウェーハ、ラップドウェーハ
など表面に光沢のないシリコン基板に対しては、酸化膜
除去および表面の光沢化のために前記混酸でシリコン基
板の表面をエッチングしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記混
酸でシリコン基板の表面をエッチングした直後、あるい
はバッファードフッ酸(以下BHFという)でシリコン
基板を洗浄した直後は光の照射時間によってSPV値
(表面光起電力、単位mV)が変化する。図4は、SP
V法による少数キャリア拡散長の測定において、光照射
開始からt秒経過した時点のSPV値V(t)と光照射
開始時のSPV値V(0)との比V(t)/V(0)の
変化を時系列的にプロットしたグラフである。混酸によ
るエッチングの場合は光照射開始から15秒までの間に
前記V(t)/V(0)の値が大きく変化し、BHFで
洗浄した場合は照射時間の経過に対応して変化量が大き
くなる。これに対しSC−1洗浄後1箇月以上経過した
場合は、V(t)/V(0)の値が照射時間の経過に対
応して変化するが、その変化率は小さい。図5は、シリ
コン基板の同一測定点に光を照射し、少数キャリア拡散
長を10回繰り返して測定した結果を示すグラフであ
る。混酸によるエッチング直後、BHFによる洗浄直後
の測定値は、前記V(t)/V(0)の変化の影響を受
けるため安定しない。そこで、前記エッチングを行った
シリコン基板を1週間程度放置してからSPV法による
測定を行っている。また、HFによる洗浄あるいはBH
Fによる洗浄を行ってベアなシリコン表面が露出してい
る基板であっても、洗浄直後はSPV値が安定せず、こ
れも測定を行う前に1週間程度放置しておく必要があ
る。このため、SPV法による重金属汚染度評価のリー
ドタイムが長くなり、半導体基板の生産能率向上を阻害
している。
酸でシリコン基板の表面をエッチングした直後、あるい
はバッファードフッ酸(以下BHFという)でシリコン
基板を洗浄した直後は光の照射時間によってSPV値
(表面光起電力、単位mV)が変化する。図4は、SP
V法による少数キャリア拡散長の測定において、光照射
開始からt秒経過した時点のSPV値V(t)と光照射
開始時のSPV値V(0)との比V(t)/V(0)の
変化を時系列的にプロットしたグラフである。混酸によ
るエッチングの場合は光照射開始から15秒までの間に
前記V(t)/V(0)の値が大きく変化し、BHFで
洗浄した場合は照射時間の経過に対応して変化量が大き
くなる。これに対しSC−1洗浄後1箇月以上経過した
場合は、V(t)/V(0)の値が照射時間の経過に対
応して変化するが、その変化率は小さい。図5は、シリ
コン基板の同一測定点に光を照射し、少数キャリア拡散
長を10回繰り返して測定した結果を示すグラフであ
る。混酸によるエッチング直後、BHFによる洗浄直後
の測定値は、前記V(t)/V(0)の変化の影響を受
けるため安定しない。そこで、前記エッチングを行った
シリコン基板を1週間程度放置してからSPV法による
測定を行っている。また、HFによる洗浄あるいはBH
Fによる洗浄を行ってベアなシリコン表面が露出してい
る基板であっても、洗浄直後はSPV値が安定せず、こ
れも測定を行う前に1週間程度放置しておく必要があ
る。このため、SPV法による重金属汚染度評価のリー
ドタイムが長くなり、半導体基板の生産能率向上を阻害
している。
【0004】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、SPV値を短時間で安定させることができ
る半導体基板評価のための表面処理方法を提供すること
を目的としている。
れたもので、SPV値を短時間で安定させることができ
る半導体基板評価のための表面処理方法を提供すること
を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体基板評価のための表面処理方法
は、半導体基板におけるFe,Crなどの重金属汚染度
評価に当たり、混酸を用いたエッチングによりベアなシ
リコン層表面が露出した半導体基板に対して、BHFに
よる洗浄とそれに続くSC−1洗浄とを施してSPV法
による少数キャリア拡散長の測定値を安定させることを
特徴とし、ラップドウェーハなど、表面に光沢のない半
導体基板に対して、BHFによる洗浄とそれに続くSC
−1洗浄とを施してSPV法による少数キャリア拡散長
の測定値を安定させるようにしてもよい。
め、本発明に係る半導体基板評価のための表面処理方法
は、半導体基板におけるFe,Crなどの重金属汚染度
評価に当たり、混酸を用いたエッチングによりベアなシ
リコン層表面が露出した半導体基板に対して、BHFに
よる洗浄とそれに続くSC−1洗浄とを施してSPV法
による少数キャリア拡散長の測定値を安定させることを
特徴とし、ラップドウェーハなど、表面に光沢のない半
導体基板に対して、BHFによる洗浄とそれに続くSC
−1洗浄とを施してSPV法による少数キャリア拡散長
の測定値を安定させるようにしてもよい。
【0006】
【作用】上記構成によれば、エピタキシャル層を除去し
たウェーハやアズスライスウェーハ、ラップドウェー
ハ、化研ウェーハに対してBHFによる洗浄とそれに続
くSC−1洗浄とを組み合わせ、これらの洗浄を前記の
順序で実施することにしたので、半導体基板のSPV値
を短時間のうちに安定させることができる。一方、BH
Fによる洗浄のみ行った場合、BHFによる洗浄と純水
による煮沸とを組み合わせた場合、および混酸によるエ
ッチングのみを行った場合は、前記SPV値を短時間の
うちに安定させることができない。
たウェーハやアズスライスウェーハ、ラップドウェー
ハ、化研ウェーハに対してBHFによる洗浄とそれに続
くSC−1洗浄とを組み合わせ、これらの洗浄を前記の
順序で実施することにしたので、半導体基板のSPV値
を短時間のうちに安定させることができる。一方、BH
Fによる洗浄のみ行った場合、BHFによる洗浄と純水
による煮沸とを組み合わせた場合、および混酸によるエ
ッチングのみを行った場合は、前記SPV値を短時間の
うちに安定させることができない。
【0007】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体基板評価のため
の表面処理方法の実施例について、図面を参照して説明
する。図1は、シリコンウェーハにエピタキシャル成長
を施した半導体基板に対してSPV法を用いて少数キャ
リア拡散長を測定する場合の表面処理の手順概要を示す
図で、各ステップの左肩に付した数字はステップ番号で
ある。前記半導体基板に対して、ステップ1でエピタキ
シャル層を除去するため混酸によるエッチングを行う。
この場合、混酸としてHFとHNO3 とからなるものあ
るいはHFとHNO3 とにH2 OまたはCH3 COOH
を加えたものを用いる。ステップ2でこの半導体基板を
純水洗浄し、乾燥させた後、ステップ3でBHFによる
洗浄を行う。これをステップ4で純水洗浄し、乾燥させ
る。次に、ステップ5でSC−1洗浄する。前記SC−
1洗浄には、NH4 OHとH2O2 とにH2 Oを加えた
溶液を用いる。その後、ステップ6で半導体基板を純水
洗浄し、乾燥させた上、ステップ7で2時間放置する。
このような処理を施した半導体基板の少数キャリア拡散
長を、ステップ8でSPV法により測定する。
の表面処理方法の実施例について、図面を参照して説明
する。図1は、シリコンウェーハにエピタキシャル成長
を施した半導体基板に対してSPV法を用いて少数キャ
リア拡散長を測定する場合の表面処理の手順概要を示す
図で、各ステップの左肩に付した数字はステップ番号で
ある。前記半導体基板に対して、ステップ1でエピタキ
シャル層を除去するため混酸によるエッチングを行う。
この場合、混酸としてHFとHNO3 とからなるものあ
るいはHFとHNO3 とにH2 OまたはCH3 COOH
を加えたものを用いる。ステップ2でこの半導体基板を
純水洗浄し、乾燥させた後、ステップ3でBHFによる
洗浄を行う。これをステップ4で純水洗浄し、乾燥させ
る。次に、ステップ5でSC−1洗浄する。前記SC−
1洗浄には、NH4 OHとH2O2 とにH2 Oを加えた
溶液を用いる。その後、ステップ6で半導体基板を純水
洗浄し、乾燥させた上、ステップ7で2時間放置する。
このような処理を施した半導体基板の少数キャリア拡散
長を、ステップ8でSPV法により測定する。
【0008】エピタキシャル層が形成されていない半導
体基板に対してSPV法を用いて少数キャリア拡散長を
測定する場合は、図1のステップ3以降を実施すればよ
い。
体基板に対してSPV法を用いて少数キャリア拡散長を
測定する場合は、図1のステップ3以降を実施すればよ
い。
【0009】図2は、上記手順に基づいて表面処理を行
った半導体基板において光照射時間に対するSPV値の
変化を示すグラフである。同図で明らかなように、混酸
によるエッチング後BHF洗浄とSC−1洗浄とを行
い、2時間放置した半導体基板(図中○印)、BHF洗
浄とSC−1洗浄とを行い、2時間放置した半導体基板
(図中●印)ともにSPV値の変化は極めて小さく、参
考までに併記したSC−1洗浄後1箇月以上経過の基板
(図中△印)と同様に安定したSPV値を得ることがで
きる。なお、図2に記載した各測定値はそれぞれ異なる
半導体基板のものであり、従ってSPV値も異なってい
る。
った半導体基板において光照射時間に対するSPV値の
変化を示すグラフである。同図で明らかなように、混酸
によるエッチング後BHF洗浄とSC−1洗浄とを行
い、2時間放置した半導体基板(図中○印)、BHF洗
浄とSC−1洗浄とを行い、2時間放置した半導体基板
(図中●印)ともにSPV値の変化は極めて小さく、参
考までに併記したSC−1洗浄後1箇月以上経過の基板
(図中△印)と同様に安定したSPV値を得ることがで
きる。なお、図2に記載した各測定値はそれぞれ異なる
半導体基板のものであり、従ってSPV値も異なってい
る。
【0010】図3は、光照射開始後3分間におけるSP
V値の変化率を半導体基板の表面処理方法別に比較した
図である。同図において、SPV値の変化率とは光照射
開始時のSPV値をV(0分)、光照射開始後3分経過
した時点のSPV値をV(3分)としたとき、 SPV値の変化率(%)=〔V(3分)−V(0分)〕
/V(0分)×100 で表される。なお、従来方法を用いてSC−1洗浄後1
箇月以上経過した基板(図中△印)は参考として併記し
たもので、SPV値の変化率は9.6%である。また、
混酸によるエッチングとSC−1洗浄との組み合わせで
は、処理直後で66%、処理後2時間経過しても60%
と高い。これに対し、エッチング後BHF洗浄とこれに
続くSC−1洗浄とを行った場合、あるいはBHF洗浄
とこれに続くSC−1洗浄とを行った場合はいずれも好
結果が得られている。すなわち、処理直後の測定ではS
PV値の変化率がそれぞれ35%,95%と高いが、処
理後2時間経過するとそれぞれ5%,6.4%に低下す
る。これらの値は従来方法における変化率9.6%の2
/3以下である。従って、BHF洗浄とこれに続くSC
−1洗浄とを行い、2時間程度放置することにより、従
来と同等以上の精度でSPV法による少数キャリア拡散
長の測定が可能となる。更に、表面処理後の放置期間を
従来の約1週間から約2時間に短縮させることができ
る。
V値の変化率を半導体基板の表面処理方法別に比較した
図である。同図において、SPV値の変化率とは光照射
開始時のSPV値をV(0分)、光照射開始後3分経過
した時点のSPV値をV(3分)としたとき、 SPV値の変化率(%)=〔V(3分)−V(0分)〕
/V(0分)×100 で表される。なお、従来方法を用いてSC−1洗浄後1
箇月以上経過した基板(図中△印)は参考として併記し
たもので、SPV値の変化率は9.6%である。また、
混酸によるエッチングとSC−1洗浄との組み合わせで
は、処理直後で66%、処理後2時間経過しても60%
と高い。これに対し、エッチング後BHF洗浄とこれに
続くSC−1洗浄とを行った場合、あるいはBHF洗浄
とこれに続くSC−1洗浄とを行った場合はいずれも好
結果が得られている。すなわち、処理直後の測定ではS
PV値の変化率がそれぞれ35%,95%と高いが、処
理後2時間経過するとそれぞれ5%,6.4%に低下す
る。これらの値は従来方法における変化率9.6%の2
/3以下である。従って、BHF洗浄とこれに続くSC
−1洗浄とを行い、2時間程度放置することにより、従
来と同等以上の精度でSPV法による少数キャリア拡散
長の測定が可能となる。更に、表面処理後の放置期間を
従来の約1週間から約2時間に短縮させることができ
る。
【0011】混酸によるエッチングやBHF洗浄を行っ
た半導体基板のSPV測定を行うに当たり、自然酸化膜
を成長させることを目的とした図1の手順を用いること
により、安定したSPV値が得られ、前記シリコン基板
を表面処理後1週間も放置することなく、SPV測定が
可能となる。しかし、SC−1洗浄を施すことでSPV
値自体が小さくなるため、測定に必要な1mV程度以上
の電圧が得られないシリコン基板については、表面処理
後SC−1洗浄を行わずに1週間程放置することが望ま
しい。
た半導体基板のSPV測定を行うに当たり、自然酸化膜
を成長させることを目的とした図1の手順を用いること
により、安定したSPV値が得られ、前記シリコン基板
を表面処理後1週間も放置することなく、SPV測定が
可能となる。しかし、SC−1洗浄を施すことでSPV
値自体が小さくなるため、測定に必要な1mV程度以上
の電圧が得られないシリコン基板については、表面処理
後SC−1洗浄を行わずに1週間程放置することが望ま
しい。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ピタキシャル層を除去したウェーハや表面に光沢のない
ラップドウェーハなどに対して、BHF洗浄とそれに続
くSC−1洗浄とを組み合わせた表面処理を施すことに
したので、前記処理後約2時間放置するだけでSPV値
を十分に安定させることができる。従って、SPV値の
安定化のために表面処理後約1週間放置しなければなら
なかった従来方法に比べ、半導体基板評価のリードタイ
ムが大幅に短縮され、半導体基板の生産性が向上する。
ピタキシャル層を除去したウェーハや表面に光沢のない
ラップドウェーハなどに対して、BHF洗浄とそれに続
くSC−1洗浄とを組み合わせた表面処理を施すことに
したので、前記処理後約2時間放置するだけでSPV値
を十分に安定させることができる。従って、SPV値の
安定化のために表面処理後約1週間放置しなければなら
なかった従来方法に比べ、半導体基板評価のリードタイ
ムが大幅に短縮され、半導体基板の生産性が向上する。
【図1】シリコンウェーハにエピタキシャル成長を施し
た半導体基板に対してSPV法を用いて少数キャリア拡
散長を測定する場合の表面処理手順の概要を示す図であ
る。
た半導体基板に対してSPV法を用いて少数キャリア拡
散長を測定する場合の表面処理手順の概要を示す図であ
る。
【図2】表面処理を行った半導体基板において光照射時
間に対するSPV値の変化を示すグラフである。
間に対するSPV値の変化を示すグラフである。
【図3】光照射開始後3分間におけるSPV値の変化率
を半導体基板の表面処理方法別に比較した図である。
を半導体基板の表面処理方法別に比較した図である。
【図4】従来の技術による表面処理を施した半導体基板
において、光照射開始からt秒後のSPV値V(t)と
光照射開始時のSPV値V(0)との比を時系列的にプ
ロットしたグラフである。
において、光照射開始からt秒後のSPV値V(t)と
光照射開始時のSPV値V(0)との比を時系列的にプ
ロットしたグラフである。
【図5】従来の技術による表面処理を施した半導体基板
の同一測定点に光を照射し、少数キャリア拡散長を10
回測定した結果を示すグラフである。
の同一測定点に光を照射し、少数キャリア拡散長を10
回測定した結果を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板におけるFe,Crなどの重
金属汚染度評価に当たり、混酸を用いたエッチングによ
りベアなシリコン層表面が露出した半導体基板に対し
て、バッファードフッ酸による洗浄とそれに続くSC−
1洗浄とを施してSPV法による少数キャリア拡散長の
測定値を安定させることを特徴とする半導体基板評価の
ための表面処理方法。 - 【請求項2】 ラップドウェーハなど、表面に光沢のな
い半導体基板に対して、バッファードフッ酸による洗浄
とそれに続くSC−1洗浄とを施してSPV法による少
数キャリア拡散長の測定値を安定させることを特徴とす
る半導体基板評価のための表面処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6247234A JPH0888259A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 半導体基板評価のための表面処理方法 |
| TW084112407A TW329534B (en) | 1994-09-14 | 1995-11-22 | The surface treatment method for evaluating the semiconductor substrate |
| US08/626,852 US5849603A (en) | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Method of processing a surface of a semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (2)
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| JP6247234A JPH0888259A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 半導体基板評価のための表面処理方法 |
| US08/626,852 US5849603A (en) | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Method of processing a surface of a semiconductor substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888259A true JPH0888259A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=26538157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6247234A Pending JPH0888259A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 半導体基板評価のための表面処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5849603A (ja) |
| JP (1) | JPH0888259A (ja) |
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| JP2021040082A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社Sumco | シリコン試料の前処理方法、シリコン試料の金属汚染評価方法、単結晶シリコンインゴット育成工程の評価方法、単結晶シリコンインゴットの製造方法およびシリコンウェーハの製造方法 |
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1994
- 1994-09-14 JP JP6247234A patent/JPH0888259A/ja active Pending
-
1996
- 1996-04-02 US US08/626,852 patent/US5849603A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5849603A (en) | 1998-12-15 |
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