KR100597656B1 - Cleaning method and apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR100597656B1
KR100597656B1 KR1020030068939A KR20030068939A KR100597656B1 KR 100597656 B1 KR100597656 B1 KR 100597656B1 KR 1020030068939 A KR1020030068939 A KR 1020030068939A KR 20030068939 A KR20030068939 A KR 20030068939A KR 100597656 B1 KR100597656 B1 KR 100597656B1
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유기풍
김선영
이현
한갑수
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그린텍이십일 주식회사
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Abstract

본 발명은 초임계 이산화탄소와 공용매를 이용하는 건식세정의 적용으로 건조공정이 요구되지 않으면서도 세정을 용이하게 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치에 관한 것으로서, 반도체의 제조를 위한 세정방법은, 포토리소그래피공정을 포함하는 반도체 제조공정에 있어서, (1) 가열원이 부착된 고압세정용기에 세정할 웨이퍼를 장착하는 장착단계; (2) 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상을 형성하여 웨이퍼의 표면을 세정하도록 40 내지 100℃의 온도범위에서 100 내지 200기압(atm)의 압력으로 이산화탄소를 공급하면서 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상으로 혼합되어 이루어지는 혼합용매를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정단계; (3) 상기 세정단계 이후 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만으로 웨이퍼를 헹구는 린싱단계; (4) 상기 고압세정용기로부터 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 제거하는 제거단계; (5) 상기 제거단계 이후 기체상태의 이산화탄소를 분리하고 재사용하기 위해 액체상태로 응축하는 응축단계; 및 (6)상기 고압세정용기를 감압시킨 후, 웨이퍼를 인출하는 인출단계;들을 포함하여 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor capable of improving productivity by easily performing a cleaning process without requiring a drying process by applying dry cleaning using supercritical carbon dioxide and a cosolvent. A cleaning method for the manufacture of a semiconductor manufacturing process comprising a photolithography process, the method comprising: (1) mounting a wafer to be cleaned in a high pressure cleaning container with a heating source attached thereto; (2) the supercritical carbon dioxide while supplying carbon dioxide at a pressure of 100 to 200 atm in a temperature range of 40 to 100 ° C. so that the supercritical carbon dioxide and the cosolvent form a single phase to clean the surface of the wafer. And a cleaning step of supplying a mixed solvent in which a cosolvent is mixed with a single phase to clean the wafer. (3) a rinsing step of rinsing the wafer with a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or supercritical or liquid carbon dioxide after the cleaning step; (4) a step of removing carbon dioxide and cosolvent and ethanol from the high pressure washing vessel; (5) a condensation step of condensing into a liquid state to separate and reuse gaseous carbon dioxide after the removing step; And (6) after the decompression of the high-pressure cleaning container, withdrawal step of withdrawing the wafer; comprises.

초임계, 이산화탄소, 공용매, 사이클로헥사논, 단일상, 혼합용매, 포토레지스트.Supercritical, carbon dioxide, cosolvent, cyclohexanone, single phase, mixed solvent, photoresist.

Description

반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치 {Cleaning method and apparatus for manufacturing semiconductor device}Cleaning method and apparatus for manufacturing semiconductor device

도 1은 본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor according to the present invention.

도 2a 내지 도 2c들은 비교예로서 초임계 이산화탄소 만에 의한 세정의 결과를 확인하기 위하여 웨이퍼를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 세정 전후를 촬영한 사진들이다.2A to 2C are photographs taken before and after cleaning of a wafer using a scanning electron microscope (SEM) to confirm a cleaning result using only supercritical carbon dioxide as a comparative example.

도 3a 내지 도 3e들은 본 발명에 따른 공용매들과 기타 다른 공용매들(비교예)의 사용에 의한 세정의 결과를 확인하기 위하여 웨이퍼를 주사전자현미경을 이용하여 세정 전후를 촬영한 사진들이다.3A to 3E are photographs taken before and after the cleaning of the wafer using a scanning electron microscope to confirm the result of cleaning by using the cosolvents and other cosolvents (comparative example) according to the present invention.

도 4a 내지 도 4c들은 본 발명에 따라 공용매의 함량을 달리하면서 한 공용매의 함량에 따른 세정의 결과를 확인하기 위하여 웨이퍼를 주사전자현미경을 이용하여 세정 전후를 촬영한 사진들이다.Figures 4a to 4c are photographs taken before and after the cleaning of the wafer using a scanning electron microscope in order to confirm the results of cleaning according to the content of one co-solvent while varying the content of the co-solvent in accordance with the present invention.

도 5a 내지 도 5e들은 금속식각 후의 공용매에 따른 세정의 결과를 확인하기 위하여 웨이퍼를 주사전자현미경을 이용하여 세정 전후를 촬영한 사진들이다.5A to 5E are photographs taken before and after cleaning a wafer using a scanning electron microscope to confirm the cleaning result according to the cosolvent after metal etching.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

11 : 이산화탄소공급원 12 : 공급관11 carbon dioxide source 12 supply pipe

13 : 고압펌프 14 : 공용매공급원13 high pressure pump 14 common solvent supply source

15 : 에탄올공급원 16 : 히터15 ethanol source 16 heater

17 : 고압세정용기 18 : 순환펌프17: high pressure cleaning container 18: circulation pump

19 : 순환관 20 : 분리기19: circulation tube 20: separator

21 : 배출관 22 : 회수관21: discharge pipe 22: recovery pipe

23 : 이산화탄소응축용기 24 : 배기관23: carbon dioxide condensation container 24: exhaust pipe

본 발명은 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 초임계 이산화탄소와 공용매를 이용하는 건식세정의 적용으로 건조공정이 요구되지 않으면서도 세정을 용이하게 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor. More particularly, the present invention provides a cleaning method and apparatus for manufacturing a semiconductor that can improve productivity by easily performing cleaning without requiring a drying process by applying dry cleaning using supercritical carbon dioxide and a cosolvent. It is about.

반도체 제조 기술에서 널리 사용되고 있는 습식세정방법은 세정과 건조공정의 반복으로 공정이 복잡해지고, 웨이퍼를 오염시키는 파티클(particle)이 생성되기 쉬워 역오염의 가능성이 높으며, 다량의 물의 사용으로 인한 웨이퍼 상에의 물 반점(water spot)의 형성, 높은 부식 발생가능성, 초순수의 정제 및 폐수처리 비용의 증대 등으로 인한 문제점들이 발생되고 있다.The wet cleaning method, which is widely used in semiconductor manufacturing technology, is complicated by repeated cleaning and drying processes, and it is easy to generate particles that contaminate the wafer, which is likely to cause back contamination. Problems have arisen due to the formation of water spots on the effluent, the possibility of high corrosion, the increase of ultrapure water purification and wastewater treatment costs.

특히, 기술적으로 기존의 재래식 RCA 세정으로는 다량의 화학용제에 의한 손상(damage)이 발생하거나 폴리머가 완전히 제거되지 않아 새로운 용제의 개발이 이 루어지고 있으나, 현재의 습식세정 공정은 액체의 분자구조의 특성상 100㎚ 이하의 초미세구조로는 침투가 어려우며, 특히 low-K 절연막과 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 비아(vias)/트렌치(trench)로의 침투가 쉽지 않으며, 그에 따른 젖음성의 한계로 포토레지스트의 제거가 용이하지 않으므로, 이를 해결하기 위하여 가스상 또는 건식세정 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.In particular, conventional conventional RCA cleaning has caused damage due to a large amount of chemical solvents or polymers have not been completely removed. Therefore, new wet solvents have been developed. It is difficult to penetrate into ultra-fine structures of less than 100 nm due to the nature of the film. Especially, it is not easy to penetrate into vias / trench having low aspect ratios and high aspect ratios. Since the removal of the photoresist is not easy, in order to solve this situation, the development of a gas phase or dry cleaning technology is required.

건식세정은 초미세구조 적응능력, 건조공정의 생략, 오염물의 분리회수의 용이성, 폐수 발생 억제 및 생산비의 절감 등의 장점을 갖고 있다. 그러나, 건식세정으로 사용되고 있는 산소 플라즈마 회화(oxygen plasma ashing) 방법으로 포토레지스트를 제거하는 경우에 산소 플라즈마에 의한 손상(damage) 및 금속오염의 문제점 등이 있고, 최근 개발된 오존의 산화작용을 이용한 세정은 습식방법이나 플라즈마 건식세정과 같은 손상은 없으나, 오존발생으로 인한 환경적인 문제 등 해결해야 할 과제가 많다.Dry cleaning has the advantages of adaptability to ultra fine structures, elimination of drying processes, ease of recovery and recovery of contaminants, suppression of waste water generation and reduction of production costs. However, when the photoresist is removed by oxygen plasma ashing, which is used for dry cleaning, there are problems such as damage caused by oxygen plasma and metal contamination. Cleaning does not have damage such as wet method or plasma dry cleaning, but there are many problems to be solved such as environmental problems caused by ozone generation.

현재, 기존 반도체 제조공정에서는 금속식각 후, 포토레지스트 및 식각 잔류물의 제거를 위해 부분건식과 습식과정, 즉 회화(ashing)와 유기 스트립 공정의 두 단계를 거쳐 웨이퍼를 처리할 뿐만 아니라, 미세구조화의 진전에 따라 금속층 증착 이후의 회화처리 공정의 수가 증가하고 있어 많은 자원을 낭비하는 문제점이 있으며, 폐수처리에도 많은 비용이 소요되는 등의 문제점이 있었다.Currently, in the conventional semiconductor manufacturing process, the wafer is processed not only after metal etching but also through two steps of partial dry and wet processes, ie, ashing and organic strip process, to remove photoresist and etching residues. As the progress of the painting process after the deposition of the metal layer is increasing, there is a problem that wastes a lot of resources, there is a problem such as a large cost to waste water treatment.

따라서, 상기에서 기술한 바와 같이 반도체 제조공정에서는 건조공정의 생략화, 오염물의 분리회수의 용이화, 폐수발생의 억제 및 조업비용의 절감 등을 가능하게 하는 웨이퍼 세정방법이 요구되고 있다. 특히, 차세대 반도체를 제조하기 위 해서는 초미세구조의 패턴 형성과 제조과정에서 초정밀 세정이 필수적으로 요구되고 있는 실정이다.Therefore, as described above, in the semiconductor manufacturing process, there is a demand for a wafer cleaning method that enables the elimination of the drying process, the easy recovery and recovery of contaminants, the suppression of waste water generation, and the reduction of operating costs. In particular, in order to manufacture next-generation semiconductors, ultra-precision cleaning is essential in forming and manufacturing ultra-fine patterns.

한편, 공지의 특허기술에 있어서, 초임계 이산화탄소와 프로필렌 카보네이트와 같은 여러 가지 공용매를 혼합하여 사용하는 초임계 공정을 이용한 반도체 웨이퍼 세정방법이 소개된 바 있으나, 대부분 에칭공정이 생략된 웨이퍼 세정방법으로서 포토리소그래피 공정 상의 포토레지스트의 제거에 한정되었다.Meanwhile, in the known patent technology, a semiconductor wafer cleaning method using a supercritical process using a mixture of various co-solvents such as supercritical carbon dioxide and propylene carbonate has been introduced, but most of the wafer cleaning methods have omitted the etching process. It was limited to the removal of the photoresist on the photolithography process.

본 발명의 목적은 초임계 이산화탄소와 공용매를 이용하는 건식세정의 적용으로 건조공정이 요구되지 않으면서도 세정을 용이하게 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cleaning method and a cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor that can improve productivity by easily performing cleaning without requiring a drying process by applying dry cleaning using supercritical carbon dioxide and a cosolvent. There is.

본 발명의 다른 목적은 액체의 장점인 용해성, 기체의 장점인 확산성, 침투력, 분산력의 우수성을 보유하면서도 환경친화적인 초임계 이산화탄소를 이용하는 공정을 도입하여 종래의 습식세정에서의 단점을 보완한 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to introduce a process that uses environmentally friendly supercritical carbon dioxide while retaining the solubility of liquids, the diffusivity, penetration, and dispersing properties of gas, and supplementing the disadvantages of conventional wet cleaning. To provide a cleaning method and a cleaning device for the production of.

본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정방법은, 포토리소그래피공정을 포함하는 반도체 제조공정에 있어서, (1) 가열원이 부착된 고압세정용기(이하, 본 발명에서 고압세정용기는 ‘가열원이 부착된 고압세정용기’를 의미함)에 세정할 웨이퍼를 장착하는 장착단계; (2) 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상을 형성하여 웨이퍼의 표면을 세정하도록 40 내지 100℃의 온도범위에서 100 내지 200기 압(atm)의 압력으로 이산화탄소를 공급하면서 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상으로 혼합되어 이루어지는 혼합용매를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정단계; (3) 상기 세정단계 이후 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만으로 웨이퍼를 헹구는 린싱단계; (4) 상기 고압세정용기로부터 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 제거하는 제거단계; (5) 상기 제거단계 이후 이산화탄소를 분리하고 재사용하기 위해 액체상태로 응축하는 응축단계; 및 (6) 상기 고압세정용기를 감압시킨 후, 웨이퍼를 인출하는 인출단계;들을 포함하여 이루어진다.Cleaning method for manufacturing a semiconductor according to the present invention, in the semiconductor manufacturing process including a photolithography process, (1) a high-pressure cleaning container with a heating source (hereinafter, the high-pressure cleaning container in the present invention is a 'heating source is Attaching the wafer to be cleaned in the attached high pressure cleaning container; (2) the supercritical state of carbon dioxide and co-solvent in a supercritical state while supplying carbon dioxide at a pressure of 100 to 200 atm in a temperature range of 40 to 100 ° C. to form a single phase to clean the surface of the wafer. A cleaning step of supplying a mixed solvent in which carbon dioxide and a cosolvent are mixed in a single phase to clean the wafer; (3) a rinsing step of rinsing the wafer with a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or supercritical or liquid carbon dioxide after the cleaning step; (4) a step of removing carbon dioxide and cosolvent and ethanol from the high pressure washing vessel; (5) a condensation step of condensing in a liquid state to separate and reuse carbon dioxide after the removing step; And (6) withdrawing the wafer after depressurizing the high pressure cleaning container.

상기 혼합용매에서 공용매는 사이클로헥사논, 메타-크레졸, ACT935(미합중국 소재 에어프러덕츠(Air Products의 상품명 ; 25℃에서의 비중 1.040, 끓는점 125.0℃, pH 11.0) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 될 수 있다.The cosolvent in the mixed solvent consists of cyclohexanone, meta-cresol, ACT935 (trade name of Air Products, Inc., U.S.A .; specific gravity of 1.040 at 25 ° C, boiling point of 125.0 ° C, pH 11.0), or a mixture of two or more thereof. It may be selected from the group.

상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 하드 베이키드 웨이퍼를 비롯한 옥사이드 에치(oxide etch) 또는 폴리 에치(poly etch) 후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 사이클로헥사논 또는 메타-크레졸이 사용될 수 있다.The wafer to be cleaned in the cleaning step is a wafer after an oxide etch or poly etch including a hard-baked wafer, and in the case of a photoresist and an etch removing process, cyclohexanoxy with the co-solvent Non or meta-cresol may be used.

상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 금속식각 후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 금속식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 ACT935가 사용될 수 있다.ACT935 may be used as the co-solvent when the wafer to be cleaned in the cleaning process is a wafer after metal etching, and a photoresist and metal etching removal process.

상기 혼합용매에서 상기 공용매는 상기 혼합용매 전체 용적에서 15용적% 이 내가 될 수 있다.The cosolvent in the mixed solvent may be less than 15% by volume of the total volume of the mixed solvent.

상기 세정단계에서 혼합용매가 상기 웨이퍼에 간헐적으로 접촉하는 펄스상 공급에 의해 세정될 수 있다.In the cleaning step, the mixed solvent may be cleaned by a pulsed phase supply intermittently contacting the wafer.

상기 세정단계 후에 웨이퍼 위에 잔존하는 공용매와 오염물은 초임계 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만을 공급하므로써 제거할 수 있다Cosolvents and contaminants remaining on the wafer after the cleaning step may be removed by supplying a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or only supercritical or liquid carbon dioxide.

또한, 본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정장치는, 이산화탄소를 공급하기 위하여 공급관을 통하여 고압세정용기에 연결되는 이산화탄소공급원, 상기 이산화탄소를 고압으로 송출하기 위한 고압펌프, 상기 공급관에 함께 연결되어 공용매를 공급하는 공용매공급원과 에탄올을 공급하는 에탄올공급원, 상기 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 가열하기 위하여 상기 공급관 상에 설치되는 히터, 상기 고압세정용기에 연결되어 용매를 순환시키기 위한 순환펌프 및 순환관, 상기 고압세정용기에 연결되어 상기 고압세정용기로부터 인출되는 용매를 기체상의 이산화탄소와 액체상의 공용매 및 에탄올로 분리하는 분리기, 분리된 기체상태의 이산화탄소를 이송하여 액체상태로 응축하기 위한 회수관 및 이산화탄소응축용기들을 포함하여 이루어진다.In addition, the cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor according to the present invention, a carbon dioxide supply source connected to the high pressure washing vessel through a supply pipe for supplying carbon dioxide, a high pressure pump for sending the carbon dioxide at a high pressure, connected to the supply pipe common Cosolvent supply source for supplying a medium and ethanol source for supplying ethanol, a heater installed on the supply pipe for heating the carbon dioxide and the co-solvent and ethanol, a circulation pump for circulating the solvent connected to the high pressure washing vessel and circulation Tube, a separator connected to the high pressure washing vessel to separate the solvent drawn out from the high pressure washing vessel into a gaseous carbon dioxide and a liquid co-solvent and ethanol, a recovery tube for conveying the separated gaseous carbon dioxide to the liquid state And carbon dioxide condensation vessels. .

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정방법은, 포토리소그래피공정을 포함하는 반도체 제조공정에 있어서, (1) 고압세정용기(17)에 세정할 웨이퍼를 장착 하는 장착단계; (2) 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상을 형성하여 웨이퍼의 표면을 세정하도록 40 내지 100℃의 온도범위에서 100 내지 200기압(atm)의 압력으로 이산화탄소를 공급하면서 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상으로 혼합되어 이루어지는 혼합용매를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정단계; (3) 상기 세정단계 이후 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만으로 웨이퍼를 헹구는 린싱단계; (4) 상기 고압세정용기(17)로부터 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 제거하는 제거단계; (5) 상기 제거단계 이후 기체상태의 이산화탄소를 분리하고 재사용하기 위해 액체상태로 응축하는 응축단계; 및 (6) 상기 고압세정용기(17)를 감압시킨 후, 웨이퍼를 인출하는 인출단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 (1)의 장착단계는 고압세정용기(17)에 세정할 웨이퍼를 장착하는 단계로서, 일정한 용적을 갖는 상기 고압세정용기(17)와 같은 용기 내로 이산화탄소를 공급하는 것에 의해 상기 고압세정용기(17) 내 및 상기 고압세정용기(17)에까지 이산화탄소를 공급하는 공급관(12) 내에서 이산화탄소가 가압되어 초임계상태를 유지할 수 있으며, 이 초임계상태의 이산화탄소가 공용매 및 에탄올과 각각 단일상을 이루어 웨이퍼의 표면과 접촉함으로써 세정 및 헹굼을 가능하도록 한다. 따라서, 상기 고압세정용기(17) 내에서 초임계상태의 이산화탄소와 공용매 및 에탄올이 혼합된 각각의 혼합용매가 단일상을 이루어 상기 고압세정용기(17) 내에 투입된 웨이퍼와 접촉하여 세정 및 헹굼을 가능하게 한다. 상기 (2)의 세정단계는 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상을 형성하여 웨이퍼의 표면을 세정하도록 40 내지 100℃의 온도범 위에서 100 내지 200기압(atm)의 압력으로 이산화탄소를 공급하는 것에 의해 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상으로 혼합되어 이루어지는 혼합용매를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 단계이다. 이 단계에서는 이산화탄소가 포토레지스트 고분자로의 침투 및 팽창을 일으킴으로써 첨가된 공용매와 더불어 포토레지스트 고분자를 용해시킨다. 이 단계에서 실질적으로 웨이퍼 상의 포토레지스트 또는 금속식각물 등이 제거되게 된다. 이때, 초임계상태의 이산화탄소에 의한 기체의 장점인 확산성, 침투력, 분산력의 우수성을, 그리고 공용매에 의한 액체의 장점인 용해성을 모두 제공하여 세정을 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 상기 혼합용매가 40℃ 미만으로 가열되는 경우, 세정력의 향상효과가 충분치 못하여 세정에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 100℃를 초과하는 경우, 일정압에서 초임계 이산화탄소의 밀도가 낮아져 용해도 저하를 초래하게 되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 이산화탄소의 공급을 위한 가압이 100기압 미만인 경우, 초임계 이산화탄소의 용해도가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 200기압을 초과하는 경우, 과도한 압력에 의한 장치의 유지, 보수 등이 어려워지는 문제점이 있을 수 있다. 상기 (3)의 린싱단계는 상기 세정단계 이후 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만으로 웨이퍼를 헹구는 단계로서, 용해된 고분자를 웨이퍼 표면으로부터 탈착시키고, 웨이퍼의 표면에 존재할 수 있는 잔존 용매성분을 제거하는 단계이다. 헹굼 후에는 단지 대기압에 노출시켜 감압시키거나 또는 약간의 가열에 의해 초임계상태 또는 액체 상태의 이산화탄소가 모두 쉽게 기화하여 제 거될 수 있으며, 따로 건조공정이 요구되지 않고, 습식세정 후에서 문제되는 물반점의 형성 등의 문제점을 원천적으로 예방하는 장점을 제공하게 된다. 상기 (4)의 제거단계는 상기 고압세정용기(17)로부터 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 제거하는 단계이고, 이로부터 분리된 기체상태의 이산화탄소는 후속하는 상기 (5)의 응축단계단계에서 액체상태의 이산화탄소로 응축되어 회수되고 세정반응을 위해 재사용된다. 최종적으로 세정된 웨이퍼는 따로이 건조공정을 거치지 않고, 후속하는 상기 (6)의 인출단계에서 상기 고압세정용기(17)와 연결되어 있는 배기관(24)을 통해 상기 고압세정용기(17)를 감압시킨 후, 웨이퍼를 인출할 수 있게 된다.A cleaning method for manufacturing a semiconductor according to the present invention includes: a semiconductor manufacturing process including a photolithography process, comprising: (1) a mounting step of mounting a wafer to be cleaned on a high pressure cleaning container (17); (2) the supercritical carbon dioxide while supplying carbon dioxide at a pressure of 100 to 200 atm in a temperature range of 40 to 100 ° C. so that the supercritical carbon dioxide and the cosolvent form a single phase to clean the surface of the wafer. And a cleaning step of supplying a mixed solvent in which a cosolvent is mixed with a single phase to clean the wafer. (3) a rinsing step of rinsing the wafer with a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or supercritical or liquid carbon dioxide after the cleaning step; (4) removing the carbon dioxide, co-solvent and ethanol from the high-pressure cleaning container (17); (5) a condensation step of condensing into a liquid state to separate and reuse gaseous carbon dioxide after the removing step; And (6) depressurizing the high-pressure cleaning container 17 and then withdrawing the wafer. The mounting step of (1) is a step of mounting the wafer to be cleaned in the high pressure cleaning container 17, by supplying carbon dioxide into the same container as the high pressure cleaning container 17 having a constant volume of the high pressure cleaning container ( 17) The carbon dioxide is pressurized in the supply pipe 12 for supplying carbon dioxide to the high-pressure cleaning container 17 to maintain a supercritical state, and the supercritical carbon dioxide forms a single phase with the cosolvent and ethanol, respectively. Contact with the surface of the wafer to enable cleaning and rinsing. Accordingly, each of the mixed solvents in which the carbon dioxide, the co-solvent and the ethanol are mixed in a supercritical state in the high pressure cleaning container 17 forms a single phase, and comes into contact with the wafer introduced into the high pressure cleaning container 17 to perform cleaning and rinsing. Make it possible. The cleaning step of (2) is to supply carbon dioxide at a pressure of 100 to 200 atm over a temperature range of 40 to 100 ° C. so that the supercritical carbon dioxide and the cosolvent form a single phase to clean the surface of the wafer. Thereby cleaning the wafer by supplying a mixed solvent in which the supercritical carbon dioxide and the cosolvent are mixed into a single phase. In this step, the carbon dioxide causes the penetration and expansion of the photoresist polymer to dissolve the photoresist polymer together with the added cosolvent. In this step, substantially no photoresist or metal etchant on the wafer is removed. In this case, the cleaning can be efficiently performed by providing all of the advantages of the gas, which is an advantage of the gas by the carbon dioxide in the supercritical state, the superiority of the penetration, the dispersibility, and the solubility of the liquid by the cosolvent. When the mixed solvent is heated to less than 40 ℃, the effect of improving the cleaning power is not enough, there may be a problem that takes a lot of time to wash the productivity is lowered, on the contrary, if it exceeds 100 ℃, supercritical carbon dioxide at a constant pressure There may be a problem that the density of the lower so that the solubility is reduced. In addition, when the pressure for supplying the carbon dioxide is less than 100 atm, there may be a problem that the solubility of the supercritical carbon dioxide is lowered, on the contrary, if the pressure exceeds 200 atm, it is difficult to maintain, repair, etc. due to excessive pressure There may be a problem. The rinsing step (3) is a step of rinsing the wafer with a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or supercritical or liquid carbon dioxide only after the cleaning step, wherein the dissolved polymer is desorbed from the wafer surface, Removing remaining solvent components that may be present on the surface of the. After rinsing, only by exposing to atmospheric pressure to reduce the pressure, or by slightly heating, all of the supercritical or liquid carbon dioxide can be easily vaporized and removed, and no drying process is required, which is a problem after wet cleaning. It will provide an advantage to prevent the problem, such as the formation of spots at the source. Removing step (4) is a step of removing carbon dioxide, co-solvent and ethanol from the high-pressure cleaning container 17, the gaseous carbon dioxide separated therefrom is in a liquid state in the subsequent condensation step (5) Condensed into carbon dioxide, recovered and reused for cleaning. The finally cleaned wafer is decompressed separately through the exhaust pipe 24 connected to the high-pressure cleaning container 17 in the subsequent drawing out step (6). After that, the wafer can be taken out.

상기한 바의 본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정방법에 의하면, 가압과 감압공정을 거친 이산화탄소는 상변화를 통해 전혀 잔여물을 남기지 않는다. 그 결과, 기존 습식공정에서의 탈이온수 헹굼(rinsing)으로 인한 건조단계를 필요로 하지 않는다. 초임계 이산화탄소의 낮은 표면장력과 낮은 점도는 표면의 경계층 두께를 감소시킴으로써 파티클의 제거가 가능하다. 또한, 액상 화학약품이 침투해 들어갈 수 있는 한계 미세구조를 초임계 이산화탄소의 낮은 표면장력 특성으로 인하여 극복이 가능하며, 그에 따라 초미세구조의 패턴 형성과 제조과정에서 요구되는 초정밀 세정을 가능하게 한다. 열처리를 한 후의 포토레지스트는 화학적, 물리적인 저항성을 갖게 되며, 이것을 완전히 제거하는 것은 매우 어렵지만 반도체 제조공정에 있어서 필수적으로 요구되는 매우 중요한 사항이다. 따라서, 초임계 이산화탄소 만을 이용하여 잘 제거되지 않는 포토레지스트의 제거를 위해서 본 발명에서는 공용매를 첨가하는 공정을 개발하기에 이르렀다.According to the cleaning method for fabricating a semiconductor according to the present invention as described above, carbon dioxide, which has been subjected to pressurization and decompression, leaves no residue at all through a phase change. As a result, there is no need for a drying step due to deionized water rinsing in the existing wet process. The low surface tension and low viscosity of the supercritical carbon dioxide allows the removal of particles by reducing the thickness of the boundary layer of the surface. In addition, it is possible to overcome the limited microstructure that liquid chemicals can penetrate due to the low surface tension of supercritical carbon dioxide, thereby enabling ultra-fine pattern patterning and ultra-precision cleaning required in the manufacturing process. . After the heat treatment, the photoresist has chemical and physical resistance, and it is very difficult to remove it completely, but it is a very important matter that is essential for the semiconductor manufacturing process. Therefore, in order to remove photoresist that is hardly removed using only supercritical carbon dioxide, the present invention has led to the development of a process of adding a cosolvent.

상기 혼합용매에서 공용매는 사이클로헥사논, 메타-크레졸, ACT935 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 될 수 있다. 이들 공용매는 액체의 장점인 용해성을 제공하며, 상기한 초임계상태의 이산화탄소에 의해서는 제거되지 않는 포토레지스트 등의 폴리머 등을 용이하게 제거하는 기능을 한다. 단, 공용매 만의 사용에 의한 종래의 세정에 비해 함께 단일상을 이루는 초임계상태의 이산화탄소에 의해 기체의 장점인 확산성, 침투력, 분산력의 우수성을 제공하여 초미세구조의 반도체의 제조를 가능하게 한다.The cosolvent in the mixed solvent may be selected from the group consisting of cyclohexanone, meta-cresol, ACT935 or a mixture of two or more thereof. These cosolvents provide the solubility which is an advantage of the liquid, and serve to easily remove polymers such as photoresist which are not removed by the supercritical carbon dioxide. However, the supercritical carbon dioxide which forms a single phase together compared to the conventional cleaning by the use of a co-solvent provides superior gas diffusion, penetration, and dispersibility, which enables the fabrication of ultra-fine semiconductors. do.

상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 옥사이드 에치(oxide etch)나 폴리 에치(poly etch)후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 사이클로헥사논 또는 메타-크레졸이 사용될 수 있다. 이는 포토레지스트에 대한 용해성이 우수한 상기 사이클로헥사논 또는 메타-크레졸을 공용매로 사용함으로써 세정효과를 크게 향상시킬 수 있음에 기인한다.In the cleaning process, the wafer to be cleaned is an oxide etched or polyetched wafer, and in the case of the photoresist and etching removal process, cyclohexanone or meta-cresol is used as the cosolvent. Can be used. This is because the cleaning effect can be greatly improved by using the cyclohexanone or meta-cresol as the cosolvent which is excellent in solubility in photoresist.

상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 금속식각 후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 금속식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 ACT935가 사용될 수 있다. 이는 금속식각물을 분해 내지는 용해시키는 것에 의해 금속식각물에 대한 세정성이 우수한 ACT935를 공용매로 사용함으로써 세정효과를 크게 향상시킬 수 있음에 기인한다.ACT935 may be used as the co-solvent when the wafer to be cleaned in the cleaning process is a wafer after metal etching, and a photoresist and metal etching removal process. This is due to the fact that the cleaning effect can be greatly improved by using ACT935, which has excellent cleaning properties for the metal etchant as a cosolvent by decomposing or dissolving the metal etchant.

상기 혼합용매에서 상기 공용매는 상기 혼합용매 전체 용적에서 15용적% 이내가 될 수 있다.The cosolvent in the mixed solvent may be within 15% by volume of the total volume of the mixed solvent.

상기 세정단계에서 혼합용매가 상기 웨이퍼에 간헐적으로 접촉하는 펄스상 공급에 의해 세정될 수 있다. 상기 펄스상 공급에 의한 세정은 상기 혼합용매의 유동성을 부여함으로써 혼합용매와 웨이퍼의 접촉효과를 크게 하여 용해된 포토레지스트 및 금속식각물을 지속적으로 제거하게 되어 세정효과를 강화시킬 수 있고, 외부 필터에 의한 파티클 제거 효과와 웨이퍼의 재오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.In the cleaning step, the mixed solvent may be cleaned by a pulsed phase supply intermittently contacting the wafer. The cleaning by the pulsed phase supply increases the contact effect between the mixed solvent and the wafer by imparting fluidity of the mixed solvent to continuously remove dissolved photoresist and metal etchant, thereby enhancing the cleaning effect, and external filter. There is an advantage that can prevent the particle removal effect and re-contamination of the wafer by.

상기 세정단계 후에 웨이퍼 상에 잔존하는 공용매와 오염물은 초임계 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만을 공급하므로써 제거될 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소와 에탄올의 혼합물이 헹굼 뿐만 아니라 세정역할을 함으로써 세정작용을 극대화시킬 수 있다. 세정시간과 헹굼시간을 포함한 전공정시간은 10 내지 60분의 범위가 될 수 있다.Cosolvents and contaminants remaining on the wafer after the cleaning step may be removed by supplying a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or only carbon dioxide in a supercritical or liquid state. The supercritical mixture of carbon dioxide and ethanol may be rinsed as well as rinsing to maximize the cleaning action. Preprocessing time, including cleaning time and rinsing time, may range from 10 to 60 minutes.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체의 제조를 위한 세정장치는, 초기에 이산화탄소를 공급하고 대기 배출량을 보충하기 위하여 공급관(12)을 통하여 고압세정용기(17)에 연결되는 이산화탄소공급원(11), 상기 이산화탄소를 고압으로 송출하기 위한 고압펌프(13), 상기 공급관(12)에 함께 연결되어 공용매를 공급하는 공용매공급원(14)과 에탄을 공급하는 에탄올공급원(15), 상기 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 가열하기 위하여 상기 공급관(12) 상에 설치되는 히터(16), 상기 고압세정용기(17)에 연결되어 용매를 순환시키기 위한 순환펌프(18) 및 순환관(19), 상기 고압세정용기(17)에 연결되어 상기 고압세정용기(17)로부터 인출되는 용매를 기체상의 이산화탄소와 액체상의 공용매와 에탄올로 분리하는 분리기(20) 및 분리된 기체상의 이산화탄소를 회수하여 응축하고 재사용하기 위한 회수관(22) 및 이산화탄소응축용기(23)들을 포함하여 이루어진다. 상기한 구성에 의해, 상기 이산화탄소를 고압으로 송출하기 위한 상기 고압펌프(13)에 의해 이산화탄소를 100 내지 200기압의 압력으로 가압하여 상기 이산화탄소공급원(11) 및 이산화탄소응축용기(23)로부터 이산화탄소가 고압으로 가압되어 공급되며, 이때 상기 공급관(12)을 통해 상기 고압세정용기(17)에 공급되기 때문에 일정한 내용적을 갖는 폐쇄된 공간을 형성하여 이산화탄소는 가압되어 초임계상태로 유지될 수 있게 된다. 한편, 상기 공급관(12)에는 공용매공급원(14)과 에탄올공급원(15)이 연결되어 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매 또는 에탄올이 혼합된 단일상의 혼합용매가 각각 세정단계와 헹굼단계에서 상기 고압세정용기(17)에로 공급될 수 있게 된다. 상기 이산화탄소와 공용매 및 에탄올을 가열하기 위하여 상기 공급관(12) 상에는 히터(16)가 설치되어 세정효과의 향상을 위해 상기 혼합용매를 40 내지 100℃의 온도범위로 가열할 수 있다. 상기 순환펌프(18)는 상기 고압세정용기(17)에 연결되고 필터가 부착된 순환관(19)을 통해 상기 혼합용매를 순환시켜 파티클 등이 웨이퍼에 달라붙는 재오염을 방지토록 한다. 또한, 상기 분리기(20)는 상기 고압세정용기(17)에 연결되어 상기 고압세정용기(17)로부터 인출되는 용매를 기체상의 이산화탄소와 액체상의 공용매 및 액체상의 에탄올로 분리하여 기체상태의 이산화탄소는 액체상태로 응축 회수하여 재사용되고, 액체상태의 공용매와 에탄올은 최종적으로 후처리에 의해 배출되도록 한다. 상기에서 후처리라 함은 여과, 정수 등에 의해 환경적으로 오염문제를 일으키지 않도록 하는 통상의 대기정화 및 수정화 등의 대기처리 및 수처리 등을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.In addition, as shown in Figure 1, the cleaning device for manufacturing a semiconductor according to the present invention, is initially connected to the high-pressure cleaning vessel 17 through a supply pipe 12 to supply carbon dioxide and to replenish atmospheric emissions A carbon dioxide supply source 11, a high pressure pump 13 for sending the carbon dioxide at a high pressure, a co-solvent supply source 14 for supplying a cosolvent connected to the supply pipe 12 and an ethanol source 15 for supplying ethane In addition, a heater 16 installed on the supply pipe 12 to heat the carbon dioxide and the cosolvent and ethanol, a circulation pump 18 and a circulation pipe connected to the high pressure washing vessel 17 to circulate the solvent ( 19), a separator 20 and a gaseous carbon dioxide which are connected to the high pressure washing vessel 17 to separate the solvent withdrawn from the high pressure washing vessel 17 into gaseous carbon dioxide, a liquid cosolvent and ethanol. It comprises a recovery pipe 22 and a carbon dioxide condensation container 23 for collecting, condensing and reusing the cow. By the above configuration, the high pressure pump 13 for sending the carbon dioxide at high pressure pressurizes the carbon dioxide to a pressure of 100 to 200 atm so that the carbon dioxide is discharged from the carbon dioxide supply source 11 and the carbon dioxide condensation container 23. Pressurized and supplied to the high-pressure washing vessel 17 through the supply pipe 12 to form a closed space having a constant volume of carbon dioxide can be maintained in a supercritical state. On the other hand, the supply pipe 12 is connected to the co-solvent supply source 14 and the ethanol supply source 15, the single phase mixed solvent in which the carbon dioxide and co-solvent or ethanol of the supercritical state is mixed in the washing and rinsing step, respectively It can be supplied to the high pressure cleaning container (17). In order to heat the carbon dioxide, co-solvent and ethanol, a heater 16 is installed on the supply pipe 12 to heat the mixed solvent in a temperature range of 40 to 100 ° C. to improve the cleaning effect. The circulation pump 18 is connected to the high-pressure cleaning container 17 and circulates the mixed solvent through a circulation pipe 19 with a filter to prevent recontamination of particles and the like on the wafer. In addition, the separator 20 is connected to the high pressure washing vessel 17 to separate the solvent withdrawn from the high pressure washing vessel 17 into a gaseous carbon dioxide, a liquid co-solvent and a liquid ethanol so that the gaseous carbon dioxide is Condensation is recovered and reused in the liquid state, and the liquid cosolvent and ethanol are finally discharged by post treatment. The post-treatment in the above may be understood to mean the atmospheric treatment and water treatment, such as normal air purification and crystallization so as not to cause environmental pollution problems by filtration, water purification, and the like.

상기한 구성에 의해, 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상의 혼합용매를 구성하여 고압세정용기(17) 내에 투입된 웨이퍼의 표면을 세정하고, 세정 후에는 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 단일상 또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만을 사용하여 헹굴 수 있도록 한다.According to the above configuration, the supercritical carbon dioxide and cosolvent constitute a single phase mixed solvent to clean the surface of the wafer introduced into the high pressure cleaning container 17, and after the cleaning, the single phase of supercritical carbon dioxide and ethanol or Only rinse with supercritical or liquid carbon dioxide.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.

비교예 1Comparative Example 1

우선적으로 초임계 이산화탄소 만을 사용하여 웨이퍼 상의 열처리된 포토레지스트를 제거하는 실험을 하였다. 여기에서 사용된 웨이퍼는 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)가 코팅된 p-타입 웨이퍼(p-type wafer)로서, 열처리를 하였으며, 레지스트 막 두께는 약 1.18㎛이다. 압력은 140기압, 온도는 40℃ 및 80℃에서 각각 실시하였다. 실시 후, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 세정 전후를 관찰한 결과를 도 2a(세정 전), 도 2b(40℃에서의 세정 후) 및 도 2c(80℃에서의 세정 후)에 나타내었다. 관찰 결과, 도 2a 내지 도 2c에 나타난 바와 같이 포토레지스트가 제거되지 않았음을 확인할 수 있었다.First, the experiment was performed to remove the heat-treated photoresist on the wafer using only supercritical carbon dioxide. The wafer used here was a p-type wafer coated with a positive photoresist, which was heat-treated, and the resist film thickness was about 1.18 mu m. The pressure was 140 atm and the temperature was performed at 40 deg. C and 80 deg. After the execution, the results of observing the cleaning before and after using a scanning electron microscope (SEM) are shown in FIGS. 2A (before washing), FIG. 2B (after washing at 40 ° C) and FIG. 2C (after washing at 80 ° C). . As a result, it was confirmed that the photoresist was not removed as shown in FIGS. 2A to 2C.

비교예 2 내지 4 및 실시예 1 내지 2Comparative Examples 2 to 4 and Examples 1 to 2

상기 비교예 1에서 사용된 웨이퍼와 동일하게 처리된 웨이퍼를 사용하였으며, 세정조건을 하기 표 1과 같이 하였으며, 이산화탄소의 압력은 140기압으로 하여 처리하였으며, 그 결과를 도 3a 내지 도 3e에 나타내었다.The wafers treated in the same manner as the wafers used in Comparative Example 1 were used, and the cleaning conditions were as shown in Table 1, and the pressure of carbon dioxide was treated at 140 atm, and the results are shown in FIGS. 3A to 3E. .

구분division 공용매Common solvent 용적%(공용매의)Volume% (of cosolvent) 순환시간(분)Cycle time (minutes) 온도(℃)Temperature (℃) 비교예2Comparative Example 2 프로필렌 카보네이트Propylene carbonate 5%5% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 비교예3Comparative Example 3 아세틸아세톤Acetylacetone 5%5% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 비교예4Comparative Example 4 과산화수소Hydrogen peroxide 5%5% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 실시예1Example 1 사이클로헥사논Cyclohexanone 5%5% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 실시예2Example 2 메타-크레졸Meta-cresol 5%5% 20분20 minutes 40℃40 ℃

도 3a 내지 도 3e에 나타난 바와 같이, 프로필렌 카보네이트, 아세틸아세톤, 과산화수소, 사이클로헥사논 및 메타-크레졸 등이 모두 우수한 세정효과를 보임을 확인할 수 있었다.As shown in Figures 3a to 3e, it was confirmed that propylene carbonate, acetylacetone, hydrogen peroxide, cyclohexanone and meta-cresol all showed an excellent cleaning effect.

실시예 3 내지 5Examples 3 to 5

상기 비교예 1에서 사용된 웨이퍼와 동일하게 처리된 웨이퍼를 사용하였으며, 공용매로서 사이클로헥사논의 함량을 5용적%(실시예 3), 10용적%(실시예 4) 및 15용적%(실시예 5)로 각각 달리하면서 80℃, 140기압하에서 처리하였으며, 그 결과를 도 4a(5용적%), 도 4b(10용적%) 및 도 4c(15용적%)에 나타내었다.A wafer treated in the same manner as the wafer used in Comparative Example 1 was used, and the content of cyclohexanone was 5% by volume (Example 3), 10% by volume (Example 4) and 15% by volume (Example). 5) were treated at 80 ° C. and 140 atm, and the results are shown in FIGS. 4A (5% by volume), 4B (10% by volume) and 4C (15% by volume).

도 4a 내지 도 4c에 나타난 바와 같이, 모두 세정효과가 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 4a to 4c, it was confirmed that the cleaning effect is excellent in all.

실시예 6 및 비교예 5 내지 7 Example 6 and Comparative Examples 5-7

공용매에 따른 메탈식각 후의 웨이퍼의 세정효과를 실험하였다.The cleaning effect of the wafer after metal etching with the cosolvent was examined.

층 구조가 실리콘/실리콘 부산화막 4000Å/티타늄 300Å/질화티타늄 900Å/알루미늄 8000Å/티타늄 100Å/질화티타늄 400Å(Si/Si rich Oxide 4000Å/Ti 300Å/TiN 900Å/Al 8000Å/Ti 100Å/TiN 400Å)로 되어 있고, 최소배선폭(minimum feature size)는 0.18㎛이며, 금속 식각 과정에서 생성된 포토레지스트가 잔존하는 웨이퍼를 사용하였다.The layer structure is made of silicon / silicone Busan film 4000 막 / titanium 300Å / titanium nitride 900Å / aluminum 8000Å / titanium 100Å / titanium nitride 400 (Si / Si rich Oxide 4000 Ox / Ti 300Å / TiN 900Å / Al 8000Å / Ti 100Å / TiN 400Å) The wafer has a minimum feature size of 0.18 μm and a photoresist produced during the metal etching process.

세정조건을 하기 표 2와 같이 하였고, 이산화탄소의 압력은 140기압으로 하여 세정 처리하였으며, 그 결과를 도 5a 내지 도 5e에 나타내었다.The cleaning conditions were as shown in Table 2 below, and the pressure of carbon dioxide was treated at 140 atmospheres, and the results are shown in FIGS. 5A to 5E.

구분division 공용매Common solvent 용적%(공용매의)Volume% (of cosolvent) 순환시간(분)Cycle time (minutes) 온도(℃)Temperature (℃) 실시예6Example 6 ACT935ACT935 2%2% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 비교예5Comparative Example 5 테트라메틸 암모늄하이드록사이드Tetramethyl ammonium hydroxide 2%2% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 비교예6Comparative Example 6 프로필렌 카보네이트Propylene carbonate 2%2% 20분20 minutes 40℃40 ℃ 비교예7Comparative Example 7 디메틸술폭사이드Dimethyl sulfoxide 2%2% 20분20 minutes 40℃40 ℃

도 5a은 미처리의 대조군으로서, 알루미늄이 식각된 웨이퍼 표면 상에는 금속 라인에 식각과정에 생성된 고분자 물질이 잔존하며, 이들은 표면 위로 토끼귀(rabbit ears) 모양의 오염형태를 나타내고 있다. 도 5b(실시예 6)에서는 상기한 토끼귀 모양의 오염이 깨끗하게 제거됨을 확인할 수 있었다. 그러나, 도 5c(비교예 5), 도 5d(비교예 6) 및 도 5e(비교예 7)들에서는 본 발명에 따른 실시예 6과 같은 오염 제거효과가 거의 없음을 확인할 수 있었다.FIG. 5A shows an untreated control, in which a polymer material generated during an etching process remains on a metal line on an aluminum-etched wafer surface, which shows a rabbit ears-like contamination pattern on the surface. In FIG. 5B (Example 6), it was confirmed that the rabbit-ear-shaped contamination was cleanly removed. However, in FIG. 5C (Comparative Example 5), FIG. 5D (Comparative Example 6), and FIG. 5E (Comparative Example 7), it was confirmed that there was almost no decontamination effect as in Example 6 according to the present invention.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따르면, 건식세정과 습식세정의 장점을 모두 취하면서 포토레지스트, 특히 옥사이드 에치나 폴리 에치후의 포토레지스트와 식각물 및 금속식각 후의 포토레지스트와 금속식각물 등의 오염물의 세정효과가 매우 뛰어남을 확인할 수 있었다.As a result of the synthesis of the above embodiments, according to the present invention, photoresist, in particular, photoresist after oxide etching or polyetch, and photoresist after etching and metal etching, and metal etching after taking advantage of both dry and wet cleaning It was confirmed that the cleaning effect of the contaminants, such as very excellent.

따라서, 본 발명에 의하면 초임계 이산화탄소와 공용매를 이용하는 건식세정의 적용으로 건조공정이 요구되지 않으면서도 세정을 용이하게 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체의 제조를 위한 세정방법 및 세정장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 초임계 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 그리고/또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만에 의한 헹굼에 의해 건조공정의 생략 및 건조 후 웨이퍼 상에 물반점 등이 잔류하지 않아 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a cleaning method and a cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor that can improve productivity by easily performing a cleaning process without requiring a drying process by applying dry cleaning using supercritical carbon dioxide and a cosolvent. It is effective. In addition, by rinsing only with a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol and / or carbon dioxide in a supercritical or liquid state, the drying process may be omitted and water spots may not remain on the wafer after drying, thereby improving productivity. To provide.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (8)

삭제delete 포토리소그래피공정을 포함하는 반도체 제조공정에 있어서,In the semiconductor manufacturing process including a photolithography process, (1) 고압세정용기에 세정할 웨이퍼를 장착하는 장착단계;(1) mounting step of mounting a wafer to be cleaned in a high pressure cleaning container; (2) 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상을 형성하여 웨이퍼의 표면을 세정하도록 40 내지 100℃의 온도범위에서 100 내지 200기압(atm)의 압력으로 이산화탄소를 공급하면서 상기 초임계상태의 이산화탄소와 공용매가 단일상으로 혼합되어 이루어지는 혼합용매를 공급하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정단계;(2) the supercritical carbon dioxide while supplying carbon dioxide at a pressure of 100 to 200 atm in a temperature range of 40 to 100 ° C. so that the supercritical carbon dioxide and the cosolvent form a single phase to clean the surface of the wafer. And a cleaning step of supplying a mixed solvent in which a cosolvent is mixed with a single phase to clean the wafer. (3) 상기 세정단계 이후 초임계상태의 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만으로 웨이퍼를 헹구는 린싱단계;(3) a rinsing step of rinsing the wafer with a mixture of carbon dioxide and ethanol in a supercritical state or only carbon dioxide in a supercritical or liquid state after the cleaning step; (4) 상기 고압세정용기로부터 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 제거하는 제거단계;(4) a step of removing carbon dioxide and cosolvent and ethanol from the high pressure washing vessel; (5) 상기 제거단계 이후 기체상태의 이산화탄소를 분리하고 재사용하기 위해 액체상태로 응축하는 응축단계; 및(5) a condensation step of condensing into a liquid state to separate and reuse gaseous carbon dioxide after the removing step; And (6) 상기 고압세정용기를 감압시킨 후, 웨이퍼를 인출하는 인출단계; 를 포함하여 이루어지며, (6) a withdrawal step of withdrawing the wafer after depressurizing the high pressure cleaning container; It is made, including 상기 혼합용매에서 공용매는 사이클로헥사논, 메타-크레졸, ACT935 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.The cosolvent in the mixed solvent is selected from the group consisting of cyclohexanone, meta-cresol, ACT935 or a mixture of two or more thereof. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 옥사이드 에치(oxide etch)나 폴리 에치(poly etch)후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 사이클로헥사논 또는 메타-크레졸이 사용됨을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.In the cleaning process, the wafer to be cleaned is an oxide etched or polyetched wafer, and in the case of the photoresist and etching removal process, cyclohexanone or meta-cresol is used as the cosolvent. Cleaning method for the manufacture of a semiconductor, characterized in that it is used. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 세정공정에서 세정의 대상이 되는 웨이퍼가 금속식각 후의 웨이퍼이고, 포토레지스트 및 금속식각물 제거공정인 경우에 상기 공용매로 ACT935가 사용됨을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.And ACT935 is used as the co-solvent when the wafer to be cleaned in the cleaning step is a wafer after metal etching and the photoresist and metal etching removal process. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 혼합용매에서 상기 공용매가 상기 혼합용매 전체 용적에서 15용적% 이내임을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.And said cosolvent in said mixed solvent is within 15 volume% of the total volume of said mixed solvent. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 세정단계에서 혼합용매가 상기 웨이퍼에 간헐적으로 접촉하는 펄스상 공급에 의해 세정됨을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.And a mixed solvent in the cleaning step is cleaned by a pulsed phase supply intermittently contacting the wafer. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 세정단계 후에 웨이퍼 위에 잔존하는 공용매와 오염물은 초임계 이산화탄소와 에탄올의 혼합물 또는 초임계 상태이거나 액체 상태의 이산화탄소만을 공급하므로써 제거됨을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정방법.The cosolvent and contaminants remaining on the wafer after the cleaning step are removed by supplying a mixture of supercritical carbon dioxide and ethanol or only carbon dioxide in a supercritical or liquid state. 이산화탄소를 공급하기 위하여 공급관을 통하여 고압세정용기에 연결되는 이산화탄소공급원, 상기 이산화탄소를 고압으로 송출하기 위한 고압펌프, 상기 공급관에 함께 연결되어 공용매를 공급하는 공용매공급원과 에탄올을 공급하는 에탄올공급원, 상기 이산화탄소 및 공용매와 에탄올을 가열하기 위하여 상기 공급관 상에 설치되는 히터, 상기 고압세정용기에 연결되어 용매를 순환시키기 위한 순환펌프 및 필터가 부착된 순환관 및 상기 고압세정용기에 연결되어 상기 고압세정용기로부터 인출되는 용매를 기체상의 이산화탄소 및 액체상의 공용매와 에탄올로 분리하는 분리기 및 분리된 기체상의 이산화탄소를 회수하여 응축하고 재사용하기 위한 회수관 및 이산화탄소응축용기들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체의 제조를 위한 세정장치.A carbon dioxide source connected to a high pressure washing vessel through a supply pipe to supply carbon dioxide, a high pressure pump for delivering the carbon dioxide at high pressure, a cosolvent supply source connected to the supply pipe to supply a cosolvent, and an ethanol source to supply ethanol, A heater installed on the supply pipe for heating the carbon dioxide and the cosolvent and ethanol, a circulation pipe connected to the high pressure cleaning container and a circulation pump and a filter for circulating a solvent, and a high pressure cleaning container connected to the high pressure cleaning container A semiconductor comprising a separator for separating the solvent extracted from the cleaning vessel into gaseous carbon dioxide and a liquid co-solvent and ethanol, and a recovery tube and a carbon dioxide condensation vessel for recovering, condensing and reusing the separated gaseous carbon dioxide. Above manufacture One cleaning device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100807234B1 (en) 2006-11-16 2008-02-28 삼성전자주식회사 Method of removing photoresist and method of manufacturing a semiconductor device
US11942337B2 (en) 2019-10-07 2024-03-26 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744145B1 (en) 2006-08-07 2007-08-01 삼성전자주식회사 Apparatus and method for treating wafers using supercritical fluid
KR100815939B1 (en) * 2006-11-01 2008-03-21 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for reworking photoresist
KR100835752B1 (en) * 2007-07-09 2008-06-05 세메스 주식회사 Supercritical fluid supply apparatus for manufacturing semiconductor device or substrate
KR101932035B1 (en) 2012-02-08 2018-12-26 삼성전자주식회사 Liquid supplying system for treating a substrate ane method using the system
TWI689004B (en) 2012-11-26 2020-03-21 美商應用材料股份有限公司 Stiction-free drying process with contaminant removal for high-aspect-ratio semiconductor device structures
KR101406132B1 (en) * 2013-05-30 2014-06-13 씨엔비산업주식회사 Unification apparatus and method for etching and drying which uses co_2
WO2016007874A1 (en) 2014-07-11 2016-01-14 Applied Materials, Inc. Supercritical carbon dioxide process for low-k thin films
KR20160026302A (en) 2014-08-29 2016-03-09 삼성전자주식회사 Substrate processing apparatus, apparatus for manufacturing integrated circuit device, substrate processing method and method of manufacturing integrated circuit device
CN108140546B (en) 2015-10-04 2022-04-12 应用材料公司 Drying process for high aspect ratio features
KR102145950B1 (en) 2015-10-04 2020-08-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Substrate support and baffle apparatus
WO2017062136A1 (en) 2015-10-04 2017-04-13 Applied Materials, Inc. Reduced volume processing chamber
JP6639657B2 (en) 2015-10-04 2020-02-05 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Pressurized chamber with small thermal mass
KR102030056B1 (en) * 2017-05-02 2019-11-11 세메스 주식회사 Method for cleaning a chamber, Method for treating a substrate, and Apparatus for treating a substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030075185A (en) * 2001-02-15 2003-09-22 미셀 테크놀로지즈, 인코포레이티드 Methods for cleaning microelectronic structures

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030075185A (en) * 2001-02-15 2003-09-22 미셀 테크놀로지즈, 인코포레이티드 Methods for cleaning microelectronic structures

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100807234B1 (en) 2006-11-16 2008-02-28 삼성전자주식회사 Method of removing photoresist and method of manufacturing a semiconductor device
US7959738B2 (en) 2006-11-16 2011-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of removing photoresist and method of manufacturing a semiconductor device
US11942337B2 (en) 2019-10-07 2024-03-26 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate

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