KR100483037B1 - 반도체웨이퍼세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로서, 실온에서 공정이 가능한 O3 를 탈이온수에 혼합한 세정액을 사용함으로써 세정공정후 탈이온수로 세정하는 공정을 하지 않아도 되기 때문에 공정이 단순해지고, 실온에서 공정을 실시하여 웨이퍼에 케미칼이 침투되는 것을 감소시켜 세정효과를 극대화시키고, 그에 따른 반도체소자의 특성 및 수율을 향상시키는 기술이다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 세정 공정시 실온에서 사용 가능한 O3 를 탈이온수에 혼합한 세정액으로 유기 불순물을 효과적으로 제거하여 공정을 단순하게 하고 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자의 제조공정에 들어가기 전단계의 백랩된 반도체 웨이퍼는 백랩 공정이나 운송, 보관을 거치는 동안 다량의 먼지와 유기 불순물 및 금속 불순물이 표면에 흡착되어 있다.
상기 반도체 웨이퍼에 흡착되어 있는 금속 불순물은 반도체 소자의 소수 전달자의 라이프-타임(life-time)을 감소시키고, 접합 누설전류를 증가시키고, 게이트 산화막의 신뢰성을 떨어뜨리는 등 소자의 동작 특성을 악화시키며, 심한 경우에는 불량이 발생하여 공정수율이 떨어진다.
또한, 유기 불순물이나 먼지 등은 도전배선의 단락이나 단선 또는 패턴의 불연속 등을 유발시켜 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성이 떨어지게 되며, 이러한 문제점은 소자가 고집적화될수록 더욱 큰 문제가 된다.
따라서, 이러한 불순물들의 세정 공정이 필요하다.
상기의 세정 공정은 금속 불순물을 제거하는 단계와 유기 불순물 및 먼지를 제거하는 공정을 각각 따로 실시하게 된다.
먼저, Ni2+, Cu2+, Co2+, Fe2+, Zn2+ 등의 금속 불순물은 HCl 이나 HF 등의 강산성 용액이 순수와 10 ∼ 500 정도 희석된 용액에 반도체 웨이퍼를 담구어 표면의 금속 불순물을 제거하였고, 유기 불순물이나 먼지 등은 H2SO4 와 H2O2를 혼합한 130 ℃ 정도 고온의 용액에 담그는 방법으로 게거하였다.
상기와 같은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법은, 고집적된 소자를 형성하면서 발생되는 유기 불순물 제거시 고온의 케미칼이 웨이퍼에 침투되어 탈이온수(deionized water)를 사용한 세정 공정이 필히 수반되어 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 실온에서 사용 가능하고, 산화력이 강한 O3 를 탈이온수에 혼합시킨 세정액으로 웨이퍼 상의 유기 불순물을 제거함으로써 공정을 단순하게 하고 그에 따른 소자의 수율 및 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법은,
오존나이저를 이용하여 오존을 발생시켜 액화시키는 공정과,
상기 액화된 오존과 탈이온수를 1:4의 비율로 혼합한 세정액을 제조하는 공정;
상기 세정액으로 23 ~ 27 ℃ 실온에서 15 ~ 25 분간 웨이퍼를 세정하는 공정; 및
상기 웨이퍼를 건조시키는 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도시되어 있지는 않으나, 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 제조방법에 관하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 백랩 등의 공정을 마친 초기의 반도체 웨이퍼는 소자를 형성하기 위한 제조 공정의 전 단계로서, 표면에 흡착되어 있는 불순물을 제거하기 위한 세정공정을 거치게 된다. 상기 세정공정으로는 소자의 동작에 중대한 영향을 미치는 금속 불순물의 제거 공정과, 패턴 형성에 영향을 미치는 유기 불순물 및 먼지 세정 공정으로 나눌 수 있다.
본 발명에서는 상기 유기 불순물 및 먼지를 제거하기 위한 세정용액으로 탈이온수에 O3 를 혼합한 혼합용액을 사용한다.
상기 혼합용액을 만들기 위해서는 상기 O3 를발생시키는 오존나이저(Ozonizer)를 설치하여야 한다. 여기서, 상기 오존나이저는 O3 를 발생시키는 방법에 따라 분류되는데, 그 중 공기 또는 산소중에서 방전이 일어날때 O3 가 발생되는 무성방전법을 응용하여 만든 장비이다.
상기 O3 는 산소분자 등에 일정한 에너지를 가하여 원자 상태의 산소를 만든 다음, 산소분자와 결합시켜 생성한다.
상기 O3 가 생성되는 것을 반응식으로 표현하면 다음과 같다.
O2 + e = 2O + (e)
O + O2 + M = O3 + M
(e : 산소분리에 필요한 에너지, M : 오존생성시 발생하는 발열을 흡수하는 분자)
상기와 같은 방법으로 생성된 O3 는 압력을 급격히 떨어뜨려 액화 O3 로 만든다.
그 다음, 상기 액화 O3 를 탈이온수에 1 : 4(액화 O3 : 탈이온수)의 비율로 혼합하여 웨이퍼를 세정하기 위한 세정액을 제조한다.
그리고, 상기 세정액으로 웨이퍼 표면에 잔류하는 유기 불순물을 23 ∼ 27 ℃ 실온에서 15 ∼ 25 분간 세정하여 제거한다.
상기 웨이퍼 표면에 잔류하는 유기 불순물은 대부분 탄소인데, 상기 세정액에 포함된 O3 에서 분리된 산소와 반응하여 이산화탄소로 결합하여 휘발한다.
그 다음, 탈이온수 세정공정없이 건조시킨다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법은, 실온에서 공정이 가능한 O3 를 탈이온수에 혼합한 세정액을 사용함으로써 세정공정후 탈이온수로 세정하는 공정을 하지 않아도 되기 때문에 공정이 단순해지고, 실온에서 공정을 실시하여 웨이퍼에 케미칼이 침투되는 것을 감소시켜 세정효과를 극대화시키고, 그에 따른 반도체소자의 특성 및 수율을 향상시키는 이점이 있다.
Claims (1)
- 오존나이저를 이용하여 오존을 발생시켜 액화시키는 공정;상기 액화된 오존과 탈이온수를 1:4의 비율로 혼합한 세정액을 제조하는 공정;상기 세정액으로 23 ~ 27 ℃ 실온에서 15 ~ 25 분간 웨이퍼를 세정하는 공정; 및상기 웨이퍼를 건조시키는 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정 방법.
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