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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989000334A1
    申请号:PCT/JP1988/000404
    申请日:1988-04-25
    公开日:1989-01-12
    发明作者:Ryusuke Nakai
    申请人:Sumitomo Electric Industries, Ltd.；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 害
    [0002] 半導体基板の保管法
    [0003] 技術分野
    [0004] この発明は、 半導体基板であるウェハを保管する方法に 関する ものである。
    [0005] 背景技術
    [0006] 従来、 半導体ウェハを保管し輪送する方法と しては、 乾 燥窒素ガス等の雰囲気中'にウェハを密封する方法が採用さ れている。 この保管法は、 ウェハが研摩されて鏡面状にな つた直後、 あるいはさ らにエツチング液で歪み層や汚染層 を除去した直後から行なわれている。
    [0007] しかしながら、 このような従来の方法によると、 結露や 酸化は或る程度防止することができるものの、 残留研摩液 や残留エツチヤ ン ト等によるウェハ表面の劣化の進行や、 G a A s等の 2元系以上の半導体において問題となる蒸気 圧や反応性の差による表面ス トィキオメ ト リの変化は避け られないものであった。
    [0008] すなわち、 残留エツチヤ ン ト等は、 洗浄によって大部分 除去されるものの、 1原子程度の厚みでウェハ表面に物理 吸着または化学結合により残存する。 このような残留エツ チャ ン ト等の雇は、 非常に薄いものであるので、 ェピタキ シャル雇形成の際昇温等によって蒸散する。 このように残 留エッチヤ ン ト等がデバィス形成のプロセスの途中で除去 される場合には問題がないのであるが、 残留エッチヤ ン ト 等が半導体ウェハの表面と反応し新たに化合物を形成する と、 上述のような蒸散が困難になり、 表面荒れの原因とな o
    [0009] このような表面荒れのため、 従来、 ウェハはェピタキシ ャル層形成等のプロセスの直前にエツチング等で処理され ている。 このような処理のため、 デバイス形成の工程が複 雑になり、 大量処理による生産の効率化のメ リ ッ トが発揮 されない状態であつた。
    [0010] 発明の開示
    [0011] この発明の目的は、 残留エツチャ ン ト等と半導体ウェハ 表面との反応を抑制し、 デバイス形成の前処理としてのェ ッチング等を不要にすることのできる半導体基板の保管法 を提供することにある。
    [0012] この発明の保管法では、 半導体基板を 1 0で以下の温度 で保存することを特徴としている。 また、 好ま しく は半導 体基板を一 2 0で以下で保存する。
    [0013] また、 半導体基板は、 乾燥した不活性気体の雰囲気中あ るいは真空状態で密封して保存されることが好ま しい。 密 封は、 金属箔を挾む層構造の合成樹脂シー 卜のように、 気 体分子、 水分子およびアルコール分子等を透過させないも ので覆い実現させることが好ま しい。
    [0014] さらに、 この発明により保管される半導体基板は、 表面 に動作層を形成してデバイスを作る前の状態のものであつ てもよいし、 デバイス形成プロセス中の一工程から次工程 に入るまでの間の状態のものであってもよい。
    [0015] 残留ェッチャ ン ト等との反応や表面のス トイキオメ ト リ の変化は、 すべて化学反応であるので、 その反応速度 Vは、 次のァーレニユースの式に従う。
    [0016] V = V0 e x p C- -]^)
    [0017] こ こで、 kはボルツマン定数、 Tは絶対温度 （K) 、 E は反応エネルギである。
    [0018] 第 2図は、 アーレ二ュ スの式に従う反応エネルギの変 化による反応速度と温度との関係を示す図である。 横軸は 温度を示し、 縱拳もは 300 Kの反応速度を 1 と した場合の 相対反応速度を示す。
    [0019] 通常の化学反応の反応エネルギは 1〜 2 e V程度である。 したがって、 通常の化学反応の場合、 1 0 まで冷却すれ ば、 常温 （300 K) の反応速度を 1と した相対反応速度 は、 1ノ3〜： L Z 1 0にまで低下し、 さらに一 20 まで 冷やせば、 ほとんど無視できるようになるまで低下する。
    [0020] また、 物理吸着のような非常に弱い相互作用の場合、 そ の反応エネルギは 0. l e V程度である。 このように低い 反応エネルギの場合でも、 一 20でまで冷やせば、 反応速 度を約半分にすることができる。
    [0021] また、 上述のように、 この発明に従い冷却して保存され る半導体基板は、 乾燥したガスの雰囲気中にあることが好 ま しい。 これは、 水やアルコール等の何らかの液体の蒸気 を多量に含んだガス中で冷却すると、 ウェハの表面に結露 や霜の発生等を起こすからである。
    [0022] また、 結露等の問題は、 低温から常温に戻すときにも生 ずるので、 ウェハは 1回に使用する量ごとにそれぞれ別に 乾燥したガス中に密封されていることが好ましい。 このた め、 気体分子、 水分子およびアルコール分子等を透過しな い袋中に密封しておく ことが推奨される。 また、 雰囲気ガ スとしては、 窒素やアルゴン等の不活性ガスであることが さらに望ま しい。
    [0023] また、 冷却は、 袋、 ト レイ等からアウ トガスを防ぐ効果 も持つ。
    [0024] この発明の保管法によれば、 半導体基板の研摩直後また はエッチング直後の清浄な表面を、 1力月以上も保つこと ができる。
    [0025] 従来は、 このような清浄な表面であっても経時変化によ り表面が変質し、 デバイスを製造する際に、 ウェハ表面に エツチングゃ再研摩等の処理を行なつていた。 このような 処理は、 デバイス製造の工程を著しく複雑にするとともに、 工程が増えることによつてウェハ表面の傷や塵の付着等が 生ずる。
    [0026] この発明によれば、 清浄な表面を 1力月以上も保つこと ができ、 大量生産が可能となるので、 製造コス トの低下や 製造工程の簡略化を図ることができる。 また、 常に一定品 質のものを得ることができるため、 品質管理の面からも有 用である。 図面の簡単な説明
    [0027] 第 1図は、 この発明の一実施例を説明するための装置を 示す図である。
    [0028] 第 2図は、 アーレニュースの式に従う反応エネルギの変 化による反応速度と温度との関係を示す図である。
    [0029] 発明を実施するための最良の形態
    [0030] C rを ドープした半絶縁性の G a A s ウェハを、 H 2 S 0 4 、 H 2 0 2 および H 2 0をそれぞれ 3 ： 1 ： 1 の割合 で混合したエツチヤ ン トで、 8 0。Cの温度で 1分間エッチ ングを行なった。
    [0031] エツチング後のウェハを流水により洗浄した後、 スピン ナで乾燥し、 ポリプロピレン製のウェハ ト レイに入れ、 第
    [0032] 1図に示すような装置で窒素ガスを封入した。 第 1図にお いて、 真空チヤ ンバ 1内には、 合成樹脂シー トからなる袋 3内に入れられたウェハ ト レィ 2が入れられている。 袋 3 の合成樹脂シー トは、 アルミニウム萡をサン ドイ ッチした 層構造のポリエチレンからなる。
    [0033] 袋 3の一方端は閉じられており、 他方端は開放された状 態となつている。 この開放された袋 3の端の上方と下方に は、 それぞれ袋 3をシールするためのヒータ 4 , 5が設け られている。 真空チャ ンバ 1には、 窒素弁 8を介して窒素 ボンベが接続されており、 また真空弁 6を介して真空ボン ブ 7が接続されている。 真空チャ ンバ 1内の真空度を測定 するため、 真空計 9 も取付けられている。 この発明に従い半導体基板を保存するためには、 まず第 1図のように、 ウェハ ト レイ 2を袋 3内に入れ、 真空弁 6 を開き、 真空ポンプ 7を稼動させて真空チャンバ 1内を 1 T o r r以下まで減圧する。 次に、 真空弁 6を閉じ、 窒素 弁 8を開いて、 高純度の乾燥した窒素ガスを 5 0 0 T o r rになるまで真空チャ ンバ 1内に導入する。 これが常圧 ( 7 6 0 T o r r ) より低いのは、 袋が適度に収縮し、 ゥ ェハ ト レイを固定するようにするためである。
    [0034] 次に、 ヒータ 4， 5に通電し、 上部のヒータ 5を下部の ヒータ 4に押付け、 袋 3の端部を加熱により シールする。 なお、 この再ヒータ 4 , 5の動作は電磁シリ ンダを動作さ せて、 真空チヤ ンバ 1内を開けることなく行なう。
    [0035] 次に、 真空チャ ンバ 1内を常圧に戻し、 真空チャ ンバ 1 を開けて、 密封された袋 3を取出す。
    [0036] 上述のようにして包装し密封したウェハ 1 0枚を、 5。C および一 2 0。Cで保存し、 3 0日後に取出し、 クロライ ド 法で V P E結晶成長させた。
    [0037] 5でで保存したもののェピタキシャル雇の良品の数は、 3であり、 不良品の数は 7であった。 不良品の原因は 6個 が表面荒れで、 1個が突起によるものであった。
    [0038] - 2 0 Vで保存したもののェビタキシャル雇の良品の数 は 8個であり、 不良品の数は 2個であった。 不良の原因は いずれも突起によるものであった。
    [0039] 比較として、 上述と同様にして包装し密封したウェハ 1 0枚を、 常温で保存し、 3 0日後に取出し、 クロライ ド法 で V P E結晶成長させた。 形成したェピタキシャル雇はす ベて 1 0個とも不良品であった。 不良の原因はすべて表面 荒れであつた。
    [0040] 産業上の利用可能性
    [0041] この発明によれば、 上述のように半導体基板の表面を長 期間清浄に保うことができる。 したがって、 この発明は、 G a A s等の化合物半導体など、 広く一般の半導体基板の 保管に適用することができる。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1 . 半導侔基板を 1 0で以下の温度で保存する、 半導体 基板の保管法。
    2 . 前記半導体基板が、 表面を清浄にした後であって、 その表面に動作雇を形成してデバイスを作る前の状態のも のである、 請求の範囲第 1項記載の半導体基板の保管法。
    3 . 前記半導体基板が、 デバイス形成プロセス中の一ェ 程から次工程に入るまでの間の状態のものである、 請求の 範囲第 1項記載の半導体基板の保管法。
    4 . 前記半導体基板を、 乾燥した不活性気体の雰囲気中 に密封する、 請求の範囲第 1項記載の半導体基板の保管法。
    5 . 前記半導体基板を、 真空状態で密封する、 請求の範 囲第 1項記載の半導体基板の保管法。
    6 . 金属箔を挾む雇構造の合成樹脂シー トで、 前記半導 体基板を覆い密封状態にして保存する、 請求の範囲第 1項 に記載の半導体基板の保管法。
    7 . 半導体基板を - 2 0 °C以下の温度で保存する、 半導 体基板の保管法。
    8 . 表面を清浄にした半導体基板を、 金属箔を挟む雇構 造の合成樹脂シートからなる袋に入れ、 袋内に不活性気体 を入れて袋を密封した後、 一 2 0で以下の温度で保存する、 半導体基板の保管法。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-01-12| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-01-12| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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