KR100220952B1 - A cleaning method for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로, HF 증기에서 크리닝 공정을 실시할 때 제거되지 않는 금속불순물을 제거하기 위하여 HCl 개스를 크리닝 공정과 린스 공정에 추가하는 반도체장치의 세정 방법이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a method of cleaning a semiconductor device in which HCl gas is added to a cleaning process and a rinsing process to remove metal impurities that are not removed when the cleaning process is performed in HF steam.
Description
본 발명은 반도체소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 HF 증기에서 크리닝 공정을 실시할 때 제거되지 않은 금속불순물을 제거하기 위하여 HCl 개스를 크리닝 공정과 린스 공정에 추가하는 세정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a cleaning method in which HCl gas is added to a cleaning process and a rinsing process to remove metal impurities that are not removed when the cleaning process is performed in HF steam.
반도체 소자 제조시 어떤 층을 식각하거나 어떤 공정을 진행하기 전에 일반적으로 세정 공정을 진행하게 된다. 이하에서는 세정 공정시 HF 증기를 이용하는 것에 대하여 언급하기로 한다.In the manufacture of a semiconductor device, a cleaning process is generally performed before etching a layer or performing a process. Reference will be made below to using HF steam in the cleaning process.
예를 들어 산화막 계통의 절연막을 식각하거나 연마 공정(CMP)을 통해 일정두께 제거한 다음, HF 증기를 이용하여 세정공정을 진행할 때 산화막과 HF 증기가 반응하여 반응물이 휘발되면서 식각공정을 진행하게 된다. 그러나, 상기 식각 반응이 완전한 반응이 이루어지지 않을 경우 파티클이 발생되고, 또한, 상기 식각 공정 또는 연마 공정에서 금속 불순물이 남게 되는데 상기 HF 증기에서는 금속불순물이 제거되지 않는 단점이 있다.For example, the insulating film of the oxide film is removed by a certain thickness through etching or polishing process (CMP), and when the cleaning process is performed using HF steam, the oxide film and the HF vapor react to volatilize the reactant, thereby performing the etching process. However, when the etching reaction is not complete reaction, particles are generated, and also metal impurities remain in the etching process or polishing process, but the metal impurities are not removed from the HF vapor.
본 발명은 상기 HF 증기를 이용하여 세정 공정을 진행할 때 발생되는 문제점을 해소하기 위하여 불산 증기에 염산 개스를 이용하여 크리닝 공정을 진행하고, 크리닝 공정시 발생되는 파티클을 용이하게 제거하기 위한 린스 공정으로 이루어지는 세정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a cleaning process using hydrochloric acid gas in hydrofluoric acid to solve the problems caused when the cleaning process using the HF steam, and as a rinse process to easily remove particles generated during the cleaning process It is an object of the present invention to provide a cleaning method.
제1도는 연마기를 이용하여 산화막 계통의 절연막을 일정 두께 제거한 것과, 상기 연마 공정 후 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 것에 대한 금속 원소들의 농도를 도시한 그래프도이다.FIG. 1 is a graph showing concentrations of metal elements for removing a certain thickness of an oxide film system using a polishing machine and performing a cleaning process in which HF vapor and HCl gas are mixed after the polishing process.
제2도는 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 것과, 상기 크리닝 공정후 초순수 증기와 HCl 개스를 이용하여 린스 공정을 진행한 것에 대하여 금속원소들의 농도를 도시한 그래프도이다.FIG. 2 is a graph showing concentrations of metal elements of a cleaning process in which HF steam and HCl gas are mixed, and a rinsing process using ultrapure steam and HCl gas after the cleaning process.
제3도는 HCl 개스와 초순수 증기를 이용하여 린스 공정을 진행한 것과, 상기 린스 공정후 초순수 증기를 이용하여 린스 공정을 한번더 진행한 것에 대한 파티클 변화량을 도시한 그래프도이다.FIG. 3 is a graph showing the particle change amount of the rinsing process using HCl gas and ultrapure water steam, and the rinsing process using the ultrapure steam after the rinsing process once again.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 연마공정을 진행한 후 금속 원소들의 농도1: Concentration of metal elements after the polishing process
2,3 : HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 후 금속 원소들의 농도2,3: Concentrations of metal elements after a cleaning process in which HF steam and HCl gas are mixed
4 : 초순수 증기와 HCl 개스를 이용한 린스 공정을 실시한 후 금속 원소들의 농도4: Concentration of Metal Elements after Rinse Process Using Ultrapure Water Steam and HCl Gas
5 : HCl 개스와 초순수 증기를 이용한 린스 공정을 거친후 파티클의 개수를 도시한 것5: shows the number of particles after rinsing with HCl gas and ultrapure steam
6 : 초순수 증기에서 린스 공정 진행한 다음 파티클 개수를 도시한 것6: shows the number of particles after rinsing in ultrapure steam
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체소자의 세정 방법에 있어서, HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시하는 단계와, 초순수 증기와 HCl 개스를 이용하여 린스 공정을 실시하는 단계와, 다시 초순수 증기에서 린스 공정을 실시하는 단계로 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of cleaning a semiconductor device, the method comprising: performing a cleaning process in which HF vapor and HCl gas are mixed, rinsing using ultrapure steam and HCl gas; Again, the rinse process is performed in ultrapure steam.
본 발명은 종래의 불산 증기에 염산 개스를 혼합하여 크리닝 공정을 진행함으로써 금속 불순물을 용이하게 제거할 수 있으며, 또한, 상기 크리닝 공정시 발생하는 파티클을 효과적으로 억제하기 위하여 초순수를 이용하는 린스공정에서 염산을 유입시킴으로써 금속불순물을 제거하고 파티클의 제거 및 파티클의 발생을 억제할 수 있다.The present invention can easily remove metal impurities by mixing the hydrochloric acid gas with a conventional hydrofluoric acid vapor, and further, hydrochloric acid in a rinse process using ultrapure water to effectively suppress particles generated during the cleaning process. By flowing in, it is possible to remove metal impurities and to suppress particle removal and generation of particles.
상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면에 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의해 HF 증기 시스템을 이용하고, HF 증기와 HCl 개스를 혼합하여 웨이퍼를 크리닝 공정을 진행하고, 린스공정을 진행하는 경우의 보편적인 레시퍼(recipe)는 다음과 같다. 안정화 단계, HF 증기와 HCl 개스를 혼합하여 크리닝하는 단계, HCl 개스와 초순수 증기에서 린스하는 단계, 스핀 드라이 단계로 이루어진다.According to the present invention, a general recipe for using a HF steam system, mixing HF steam and HCl gas to perform a wafer cleaning process, and a rinsing process is as follows. It consists of a stabilization step, mixing and cleaning HF steam and HCl gas, rinsing with HCl gas and ultrapure steam, and spin drying.
참고로, 상기 크리닝 단계에서 HF는 50-500 SCCM(Standard Cubic Centimeter Per Minute)으로 공급하고, HCl 개스는 900-1000 SCCM으로 공급하고, 더불어 초순수 증기를 약 10 SLPM(Standard Liter Per Minute)으로 공급한다. 그리고, 린스 단계에서는 초순수 증기는 2 SLPM으로 공급하고, HCl 개스는 약 900-1000 SCCM으로 공급한다.For reference, in the cleaning step, HF is supplied at 50-500 SCCM (Standard Cubic Centimeter Per Minute), HCl gas is supplied at 900-1000 SCCM, and ultrapure steam is supplied at about 10 Standard Liter Per Minute (SLPM). do. In the rinse step, ultrapure steam is supplied at 2 SLPM and HCl gas is supplied at about 900-1000 SCCM.
제1도는 산화막 계통의 절연막을 연마기를 이용하여 일정 두께 연마한 후 절연막 상에 남아있는 금속 원소들의 농도(1)와 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 후 금속 원소들의 농도(2)를 도시한 그래프도로서, 상기 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝 공정을 20-40초 정도 실시한 것으로, 제1도에서는 미량의 금속불순물이 제거되는 것이 별 차이가 발생하지 않으나 후속 공정으로 린스 공정을 진행하면 차이가 많이 발생한다.FIG. 1 shows that after polishing an insulating film of an oxide layer using a polishing machine, a concentration of metal elements (1) remaining on the insulating film is mixed with HF vapor and HCl gas, followed by a cleaning process (2). As a graph showing, the cleaning process of mixing the HF steam and HCl gas was performed for about 20-40 seconds, in Figure 1, the removal of trace amounts of metal impurities does not cause much difference, but the rinsing process as a subsequent process If you proceed, a lot of difference occurs.
제2도는 산화막 계통의 절연막을 연마기를 이용하여 일정 두께 연마한 후 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 다음, 상기 초순수 증기와 HCl 개스를 이용하여 린스 공정을 약 8초 실시한 다음, 금속 원소들의 농도(4)를 도시한 그래프도로서, 도면 부호 3은 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시하였을 때 금속원소들의 농도를 도시한 것이다.2, after polishing the insulating layer of the oxide film thickness using a polishing machine and performing a cleaning process in which HF vapor and HCl gas are mixed, the rinse process is performed for about 8 seconds using the ultrapure steam and HCl gas, and then As a graph showing the concentration (4) of the elements, reference numeral 3 shows the concentration of the metal elements when performing the cleaning process in which HF vapor and HCl gas are mixed.
여기서, 상기 초순수 증기와 HCl 개스를 혼합한 린스 공정을 실시하는 금속 불순물이 상당히 제거되는 것을 알 수 있다.Here, it can be seen that the metal impurities undergoing the rinsing process in which the ultrapure water vapor and the HCl gas are mixed are substantially removed.
한편, 제3도에 도시된 바와 같이 HCl 개스와 초순수 증기를 이용하여 린스 공정을 약 30초 정도 진행하는 경우에 있어서는 HCl 개스로부터 파티클의 유입 또는 HCl 개스와의 불완전반응 메카니즘 등으로 파티클이 늘어나는 것(5)을 도시하며, 이러한 파티클을 제거하기 위해 상기 HCl 개스와 초순수 증기를 이용한 린스 공정을 약 20초 진행하고, 다시 초순수 증기에서 린스 공정을 약 10초정도 진행하는 것(6)에 의해 파티클이 감소되는 것을 도시하고 있다.On the other hand, when the rinse process is performed for about 30 seconds using HCl gas and ultrapure water vapor as shown in FIG. (5) shows a particle by removing the particles by performing the rinse process using the HCl gas and ultrapure water for about 20 seconds, and then rinsing the ultrapure steam for about 10 seconds (6). This is shown to be reduced.
상기와 같이 본 발명은 산화막 계통의 절연막을 세정하는 공정에서 절연막 상에 남아 있는 금속 원소들을 제거하기 위해 HF 증기와 HCl 개스를 혼합한 크리닝공정을 실시한 후 초순수 증기와 HCl 개스를 혼합한 린스 공정을 실시하고, 다시 초순수 증기에서 린스 공정을 실시하여 금속 불순물과 상기 HCl 개스를 이용함으로 인해 발생되는 파티클을 제거할 수 있다.As described above, the present invention performs a rinse process of mixing ultrapure steam and HCl gas after performing a cleaning process of mixing HF vapor and HCl gas to remove metal elements remaining on the insulating film in the process of cleaning the insulating film of the oxide film system. In addition, the rinse process may be performed again in ultrapure water steam to remove metal impurities and particles generated by using the HCl gas.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and modifications belong to the following claims You will have to look.
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| KR1019960073686A KR100220952B1 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | A cleaning method for semiconductor device |
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