KR100850101B1 - 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정에 관한 것으로서, 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 실리사이드공정 실시 전에 제거하는 공정에 있어서, 웨이퍼에 잔존하는 포토레지스트를 스트립하는 애싱단계와, 애싱단계를 마친 웨이퍼상의 잔류물을 케미컬을 사용하여 1차적으로 제거하는 사전 세정단계와, 사전 세정단계를 마친 웨이퍼를 SC1을 사용하여 세정하는 SC1 세정단계와, SC1 세정단계를 마친 웨이퍼를 HF를 사용하여 세정하는 HF 세정단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 최종 세정단계 전에 사전에 들뜨게 하거나 분리되도록 함으로써 최종 세정시 웨이퍼에 대한 잔류물의 제거효율을 증대시키며, 이로 인해 후속공정시 결함의 발생을 감소시킴으로써 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

실리사이드공정, 애싱공정, SC1 세정, HF 세정

Description

실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정{PROCESS FOR REMOVING A RESIDUE FOR SILICIDE PROCESS}

도 1은 종래의 기술에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 도시한 흐름도이고,

도 2는 본 발명에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 최종 세정단계 전에 사전에 들뜨게 하거나 분리되도록 함으로써 최종 세정시 웨이퍼에 대한 잔류물의 제거효율을 증대시키도록 하는 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 빠른 동작속도를 요구하는 소자가 계속적으로 개발되고 있으며, 이러한 빠른 동작속도를 요구하는 에스램(SRAM) 또는 논리소자(Logic device) 등과 같은 소자를 제조하는 공정에서는 게이트 전극 과 소스/드레인 영역의 면저항(Sheet resistance)과 콘택저항을 감소시키기 위하여 실리사이드(Silicide)공정이 널리 사용되고 있다.

이러한 실리사이드공정은 저항이 낮은 코발트 실리사이드(CoSi₂)와 같은 실리사이드 물질을 게이트 전극과 소스/드레인 영역에만 선택적으로 형성하는 방법이며, 이러한 실리사이드공정을 실시하기 위해서 에칭공정이나 이온주입공정시 잔존하는 잔류물을 사전에 제거하기 위한 공정이 실시된다.

종래의 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거공정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 에칭(Etching)공정 또는 이온주입(Implant)공정을 마친 웨이퍼에 대한 애싱(Ashing)공정을 진행하는 애싱단계(S2)와, 애싱공정을 마친 웨이퍼에 대한 SC1(Standard Clean 1)을 사용하여 세정하는 SC1 세정단계(S3)와, SC1 세정을 마친 웨이퍼에 대한 HF를 사용하여 세정하는 HF 세정단계(S4)를 포함한다.

애싱단계(S2)는 패턴을 형성하기 위한 에칭공정이나 이온주입공정(S1)을 마친 웨이퍼에 남아 있는 포토레지스트(Photo resist)를 실리사이드공정 등과 같은 후속공정을 위하여 애싱설비를 이용하여 제거한다.

SC1 세정단계(S3)는 애싱단계(S2)를 마친 웨이퍼를 세정액인 SC1을 이용하여 세정하게 되는데, 이를 위해 웨이퍼를 SC1이 채워진 세정조에 일정 시간 동안 잠기 게 한 후 이를 꺼내어 린스와 건조를 실시한다.

HF 세정단계(S4)는 SC1 세정단계(S3)를 마친 웨이퍼를 HF 용액에 정해진 시간 동안 잠기게 한 다음 이를 꺼내어 린스와 건조시키며, 건조된 웨이퍼는 실리사이드를 만들기 위하여 전면에 코발트(Co)를 증착하는 코발트스퍼터링단계(S5) 및 웨이퍼상의 결함을 측정하기 위한 결함검사단계(S6)를 각각 실시하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정은 HF 세정단계(S4)에서 발생하는 것이 아니라, 이전 단계, 즉 에칭공정 또는 이온주입공정(S1)에서 발생한 잔류물이 패턴에 붙어 있다가 HF 세정을 하는 단계(S4)에서 분리되어 발견됨으로써 제대로 제거되지 않은 상태에서 코발트스퍼터링단계(S5)를 실시하게 되며, 이로 인해 웨이퍼에 발생되는 결함이 증가하여 수율을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 최종 세정단계전에 사전에 들뜨게 하거나 분리되도록 함으로써 최종 세정시 웨이퍼에 대한 잔류물의 제거효율을 증대시키며, 이로 인해 후속공정시 결함의 발생을 감소시킴으로써 수율을 증대시키는 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 실리사이드공정 실시 전에 제거하는 공정에 있어 서, 웨이퍼에 잔존하는 포토레지스트를 스트립하는 애싱단계와, 애싱단계를 마친 웨이퍼상의 잔류물을 케미컬을 사용하여 1차적으로 제거하는 사전 세정단계와, 사전 세정단계를 마친 웨이퍼를 SC1을 사용하여 세정하는 SC1 세정단계와, SC1 세정단계를 마친 웨이퍼를 HF를 사용하여 세정하는 HF 세정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정은 에칭(Etching)공정이나 이온주입(Implant)공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 실리사이드공정 실시 전에 제거하기 위한 공정으로서, 에칭공정 등을 마친 웨이퍼를 애싱하는 애싱단계(S10)와, 웨이퍼상의 잔류물을 케미컬로 1차적으로 제거하는 사전 세정단계(S20)와, 웨이퍼를 SC1(Standard Clean 1)을 사용하여 세정하는 SC1 세정단계(S30), 웨이퍼를 HF를 사용하여 세정하는 HF 세정단계(S40)를 포함한다.

애싱단계(S10)는 패턴을 형성하기 위한 에칭공정이나 이온주입공정(S1)을 마친 웨이퍼 표면에 남아 있는 포토레지스트(Photo resist)를 스트립하여 제거하는 단계로서, 식각 마스크 또는 이온주입 마스크로서 반도체의 패턴 형성에 필수적으로 사용되는 포토레지스트를 제거액을 사용하는 웨트 방식 또는 고온의 분위기에서 산화시켜서 제거하는 드라이 방식이 사용될 수 있다. 따라서, 애싱단계(S10)에 의해 포토레지스트를 제거함으로써 후속공정, 예컨대 실리사이드공정 등의 청결성과 안정성을 도모하도록 한다.

사전 세정단계(S20)는 애싱단계(S10)를 마친 웨이퍼상의 잔류물을 케미컬을 사용하여 웨이퍼의 표면으로부터 들뜨게 하거나 분리되도록 하여 1차적으로 제거하는 단계로서, 바람직하게는 습식 세정이 사용되며, 이를 통하여 후속되는 SC1 세정단계(S30) 및 HF 세정단계(S40)의 세정 효과를 증대시킨다.

사전 세정단계(S20)는 케미컬로서 옥사이드 제거에 유리한 HF를 사용할 수 있다. 즉, 애싱단계(S10)에 의해 포토레지스트가 제거된 웨이퍼를 세정조의 HF 용액에 일정 시간동안 잠기도록 한 다음 이를 꺼내서 초순수로 린스하여 HF 용액을 제거하고, 건조에 의해 수분을 제거한다.

사전 세정단계(S20)는 다른 실시예로서 케미컬을 포토레지스트 스트립에 효과적인 황산(H₂SO₄)을 사용할 수 있다. 즉 애싱단계(S10)를 마친 웨이퍼를 세정조에 채워진 황산 용액에 일정 시간동안 잠기도록 한 다음 이를 꺼내서 초순수로 린스함으로써 황산을 제거한 한 후, 건조에 의해 수분을 제거한다.

사전 세정단계(S20)는 웨이퍼를 케미컬, 예컨대 HF 또는 황산의 용액에 잠기도록 하는 시간은 150sec ∼ 250sec 임이 바람직하다.

SC1 세정단계(S30)는 사전 세정단계(S20)를 마친 웨이퍼를 세정액인 SC1을 이용하여 2차적으로 세정하며, 구체적으로는 웨이퍼를 SC1이 채워진 세정조에 일정 시간 동안 잠기게 한 후 이를 꺼내어 초순수에 의한 린스로 세정액인 SC1을 제거하고, 건조에 의해 수분을 제거한다.

HF 세정단계(S40)는 SC1 세정단계(S30)를 마친 웨이퍼를 세정조에 채워진 HF 용액에 정해진 시간 동안 잠기게 한 다음 이를 꺼내어 초순수에 의한 린스로 HF 용액을 제거함과 아울러 건조에 의해 수분을 제거한다.

한편, HF 세정 단계(S40)를 마친 웨이퍼는 실리사이드를 만들기 위하여 전면에 코발트(Co)를 증착하는 코발트스퍼터링단계(S5) 및 코발트 증착을 마친 웨이퍼상에 발생하는 결함을 측정하는 결함검사단계(S6)를 각각 실시하게 된다.

이와 같은 단계로 이루어진 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

애싱공정(S10)에 의해 표면에 존재하는 포토레지스트가 제거된 웨이퍼를 사전 세정단계(S20)에서 HF 또는 황산 등의 케미컬을 사용하여 웨이퍼상의 잔류물을 들뜨게 하거나 분리되도록 한다.

그러므로, 에칭공정 또는 이온주입공정(S1)에서 부착된 잔류물이 사전 세정단계(S20)에서 HF 또는 황산 등의 케미컬을 이용한 세정에 의하여 들뜨거나 분리됨으로써 그 후에 진행하는 SC1 세정단계(S30) 및 HF 세정단계(S40)에서의 세정 효율을 극대화시키며, 이로 인해 코발트스퍼터링단계(S5) 실시 전의 웨이퍼에 존재하는 잔류물이 깨끗하게 제거되도록 한다. 따라서, 코발트스퍼터링단계(S5) 이후 웨이퍼에 발생되는 결함을 억제하며, 반도체 소자의 수율을 증대시키도록 한다.

또한, 사전 세정단계(S20)에 의해 HF 세정단게(S40)의 소요시간을 대폭 줄임 으로써 HF에 의한 패턴의 프로파일이 변형되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정은 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 최종 세정단계전에 사전에 들뜨게 하거나 분리되도록 함으로써 최종 세정시 웨이퍼에 대한 잔류물의 제거효율을 증대시키며, 이로 인해 후속공정시 결함의 발생을 감소시킴으로써 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

1. 에칭공정이나 이온주입공정을 마친 웨이퍼에 존재하는 잔류물을 실리사이드공정 실시 전에 제거하는 공정에 있어서,

   상기 웨이퍼에 잔존하는 포토레지스트를 스트립하는 애싱단계와,

   상기 애싱단계를 마친 웨이퍼상의 잔류물을 HF 또는 황산을 사용하여 150sec ∼ 250sec 동안 1차적으로 제거하는 사전 세정단계와,

   상기 사전 세정단계를 마친 웨이퍼를 SC1을 사용하여 세정하는 SC1 세정단계와,

   상기 SC1 세정단계를 마친 웨이퍼를 HF를 사용하여 세정하는 HF 세정단계

   를 포함하는 실리사이드공정을 위한 잔류물 제거 공정.
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