KR100468691B1 - 화학적및물리적방법을동시에사용하는웨이퍼세정방법 - Google Patents

Abstract

화학적 및 물리적 방법을 동시에 사용하는 웨이퍼 세정 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에서는 상면에 금속층이 형성된 웨이퍼를 순수와 30중량%의 암모니아수가 50:1∼1,000:1의 부피비로 혼합된 희석 암모니아수와, 메가소닉 제너레이터(megasonic generator)를 동시에 사용하여 세정한다.

Description

화학적 및 물리적 방법을 동시에 사용하는 웨이퍼 세정 방법{Wafer cleaning method using chemical and physical method}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조를 위한 증착 공정 후 또는 식각 공정 후에 적용되는 웨이퍼상의 파티클 제거를 위한 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정에서 백엔드(back end) 공정에서는 금속 배선을 형성하기 위하여 텅스텐, 알루미늄 등으로 이루어지는 금속 막질을 블랭킷 증착하게 된다. 한편, 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 금속 배선의 선폭도 점차 좁아지게 되어 웨이퍼상에 잔류하는 파티클이 1.0μm 이하의 미세한 파티클인 경우에도 이와 같은 파티클이 후속의 금속 배선 형성을 위한 식각 공정 후에 남아있게 되면 이웃하는 배선과 브리지를 이루어 반도체 소자의 페일(fail)을 유발한다. 따라서, 웨이퍼상에서 파티클을 제거하기 위한 세정 공정은 그 중요성이 점차 증대되고 있다.

대부분의 금속 막질은 화학 물질에 취약하므로 현재에는 금속층 형성 후의 웨이퍼 세정 공정시에 화학적 처리를 행하지 않고 물리적인 방법만을 이용하였다. 이 때 사용되는 물리적인 방법의 구체적인 예로는 1.5MHz의 초음파 에너지를 순수를 통해 전달하고 이와 같이 초음파 에너지를 담은 순수를 웨이퍼상에 분사하는 DI-소닉(sonic) 공정과, 웨이퍼상에 압력을 가하는 브러시(brush) 공정을 이용하는 방법이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 방법에 의하여 웨이퍼상의 파티클을 제거하면 파티클 제거율이 70∼75% 정도에 불과하여 웨이퍼상의 파티클을 효과적으로 제거하는 데에는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 웨이퍼상에 형성된 막질의 손상 없이 웨이퍼상의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 방법에서는 상면에 금속층이 형성된 웨이퍼를 순수와 30중량%의 암모니아수가 50:1∼1,000:1의 부피비로 혼합된 희석 암모니아수와, 메가소닉 제너레이터(megasonic generator)를 동시에 사용하여 세정한다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼상에 형성된 각 막질의 식각에 의한 손상없이 웨이퍼상의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 웨이퍼상에 금속 배선층을 형성하기 위하여 W, Ti, TiN, WSix, TiSix, TaO 등의 물질로 구성되는 금속층을 형성한 후, 또는 상기와 같은 금속층의 식각 공정 후에 발생된 파티클을 제거하기 위하여, 물리적 방법과 화학적 방법을 동시에 사용한다.

이를 위하여, 상면에 상기와 같은 금속층이 형성된 웨이퍼를 세정할 때, 순수와 30중량%의 암모니아수가 50:1∼1,000:1, 바람직하게는 300:1∼500:1의 부피비로 혼합된 희석 암모니아수와, 메가소닉 제너레이터(megasonic generator)를 동시에 사용한다.

구체적으로 설명하면, 상기 메가소닉 제너레이터가 바닥에 장치된 용기 내에 상기 희석 암모니아수를 넣고, 상기 희석 암모니아수를 상온∼60℃, 바람직하게는 약 25∼45℃의 온도로 유지시키는 상태에서 상기 메가소닉 제너레이터를 약 50∼1,500KHz의 주파수, 약 1∼5.4W/cm²의 파워의 조건으로 가동시키면서 상기 용기 내에 상기 웨이퍼를 소정 시간 담그는 과정을 통하여 웨이퍼를 세정한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 방법에 의하여 웨이퍼상의 파티클을 제거하면, 웨이퍼가 세정액에 의하여 식각되는 손상을 받지 않고 파티클 제거율이 80∼85% 정도에 이르며, 종래에 비하여 우수한 파티클 제거 효과를 얻을 수 있다.

상기한 바와 같은 방법에 의하여 웨이퍼를 세정하면, 웨이퍼상에 형성된 각 막질의 식각에 의한 손상이 없는 동시에, 종래의 방법에서와 같이 물리적인 방법만을 사용하는 경우에 비하여 웨이퍼상의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (8)

1. 상면에 금속층이 형성된 웨이퍼를 세정하는 방법에 있어서,

   순수와 30중량%의 암모니아수가 50:1∼1,000:1의 부피비로 혼합된 희석 암모니아수와, 메가소닉 제너레이터(megasonic generator)를 동시에 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메가소닉 제너레이터가 바닥에 장치된 용기 내에 상기 희석 암모니아수를 넣는 단계와,

   상기 용기 내에 상기 웨이퍼를 소정 시간 담그는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 희석 암모니아수의 온도를 상온∼60℃로 유지시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 희석 암모니아수의 온도를 25∼45℃로 유지시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 희석 암모니아수는 순수와 30중량%의 암모니아수가 300:1∼500:1의 부피비로 혼합된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 메가소닉 제너레이터의 주파수는 50∼1,500KHz인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 메가소닉 제너레이터의 파워는 1∼5.4W/cm²인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
8. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼에 형성된 금속층은 W, Ti, TiN, WSix, TiSix 및 TaO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1개의 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.