KR100958068B1

KR100958068B1 - 마이크로일렉트로닉 세정 및 반사방지 코팅 제거제 조성물

Info

Publication number: KR100958068B1
Application number: KR1020047019579A
Authority: KR
Inventors: 첸-핀 셔먼 슈
Original assignee: 말린크로트 베이커, 인코포레이티드
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2010-05-14
Also published as: PL374021A1; WO2003104901A2; WO2003104901A3; TWI330766B; JP4330529B2; MY142745A; US8906838B2; IL165581A; RS106104A; NO20050075L; IL165581A0; JP2005529363A; AU2003240827A1; TW200401958A; EP1512050A2; PL207297B1; IN2004CH02744A; ZA200409622B; AU2003240827A8; BR0311830A

Abstract

본 발명은 구리 또는 알루미늄 배선과 이산화규소, 저 유전율(low-κ) 유전체 및 고 유전율(high-κ) 유전체를 포함하는 마이크로일렉트로닉 구조의 세정에 적합한 세정 조성물에 관한 것으로, 수소결합능이 있으며 산화제와 최소한으로 반응하거나 반응하지 않고, 디메틸피페리돈, 술폰 및 술폰란으로 구성된 그룹으로부터 선택된 극성 유기 용매; 테트라알킬암모늄 하이드록사이드, 수산화콜린, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 구성된 그룹으로부터 선택된 성분; 물; 그리고 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산, 에탄-1-하이드록시-1,1-디포스포네이트 및 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)로 구성된 그룹으로부터 선택된 킬레이트제 또는 금속 착제를 포함하여 이루어진다.

세정, 마이크로일렉트로닉, 기판

Description

마이크로일렉트로닉 세정 및 반사방지 코팅 제거제 조성물{MICROELECTRONIC CLEANING AND ARC REMOVER COMPOSITIONS}

본 발명은 마이크로일렉트로닉 기판의 세정을 위한 세정 조성물 및 세정 방법에 관한 것으로, 특히 이산화규소, 고감도의 저 유전율(low-k) 또는 고유전율 (high-k) 유전체, 및 구리 배선으로 특정되는 마이크로일렉트로닉 기판 및 Al 또는 Al(Cu) 배선 기판에 보다 적합하게 사용될 수 있는 세정 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 포토레지스트의 제거, 플라즈마 공정시 발생되는 유기물, 유기금속물질, 무기물로부터 발생되는 잔류물의 세정, 및 화학적 기계적 연마(CMP)와 같은 평탄화공정의 부산물의 세정을 위한, 그리고 평탄화 슬러리 잔류물의 첨가제로 사용되는, 세정 조성물의 용도에 관한 것이다.

마이크로일렉트로닉 분야에서 많은 포토레지스트 박리제 및 잔류물 제거제가 제조 공정라인 세정기의 하부 또는 후단에 사용되어 왔다. 제조공정에서 포토레지스트 박막이 웨이퍼 기판위에 증착되고 상기 박막상에 회로 배선이 투영된다. 배이킹 후에, 중합되지 않은 레지스트는 포토레지스트 현상액으로 제거된다. 생성된 이 미지는 반응성 플라즈마 에칭 가스 또는 화학 에칭액에 의하여 레지스트 하부 물질, 일반적으로는 유전체나 금속 물질 상에 전사된다. 상기 에칭 가스나 화학 에칭액은 기판 위의 포토레지스트로 보호되지 않는 영역을 선택적으로 공격한다.

또한, 에칭 단계의 종료 후에는 레지스트 마스크가 웨이퍼의 보호 영역으로부터 제거되어야만 최종 마무리 공정을 수행할 수 있다. 이것은 플라즈마 회분화 (ashing) 단계에서 적절한 플라즈마 회분화 가스 또는 습윤성 화학 박리제를 사용하여 수행된다. 금속 회로의 부식, 분해 또는 흐림(dulling) 등의 나쁜 영향 없이 이와 같은 레지스트 마스크 물질을 제거할 수 있는 적절한 세정제 조성물을 개발하는 것은 문제로 대두되어 왔다.

마이크로일렉트로닉 제조 집적도가 증가하고 패턴화된 마이크로일렉트로닉 장치의 크기가 작아지는 것에 따라, 종래 기술에서 구리 배선, 저유전율 및 고유전율 유전체를 채용하는 것이 점차적으로 일반화되었다. 이러한 재료들로 인해 적합한 세정제 조성물의 개발이 필요하게 되었다. Al/SiO₂ 또는 Al(Cu)/SiO₂ 구조를 포함하는, 종래의 일반적인, 반도체 디바이스용으로 이미 개발되어 왔던 조성물들은 구리 배선된 저유전율 또는 고유전율 유전체 구조물에 사용될 수 없다. 예를 들어, 하이드록실아민계 박리제 또는 잔류물 제거제 조성물은 Al 배선 구조를 갖는 디바이스의 세정에는 성공적으로 사용되지만 구리 배선 구조물에는 실제 적합하지 못하다. 마찬가지로, 많은 구리 배선된/저유전율 박리제는 조성물이 상당히 조정되지 않는한 Al 배선된 디바이스용으로 적합하지 않다.

플라즈마 에칭 및/또는 회분화 공정 후에, 특히 구리 배선되고 저유전율 유전체를 갖는 기판을 위한, 이와 같은 에칭 및/또는 회분화 잔류물의 제거가 문제되어 왔다. 이러한 잔류물을 완전히 제거하거나 중화시키지 못하게 되면 수분의 흡입 및 바람직하지 못한 물질의 형성으로 금속 구조물에 부식을 야기하는 되는 결과를 가져온다. 회로 물질들이 상기 바람직하지 못한 물질에 의해 부식되고 회로 배선의 단락이 발생하며 전기저항의 불필요한 증가를 야기한다.

현재 사용되는 세정제는 완전히 만족스러운 수준으로부터 사용가능한 한계에 이르기까지 특정의 고감도 유전체 및 배선에 넓은 범위에 걸쳐 적합성을 나타낸다. 현재 사용되는 많은 박리제 또는 잔류물 세정제는 진보된 내부 연결 재료, 예를 들어 다공성 및 저-유전율(low-κ) 유전체 및 구리 배선에는 적합하지 않았다. 또한, 일반적으로 사용되는 알칼리성 세정제는 저-유전율(low-κ) 및 고 유전율(high-κ) 유전체 및 구리 배선에 손상을 주게된다. 또한, 이들 많은 알칼리성 세정 조성물 은, 특히 높은 pH 및 높은 가공 온도에서, 낮은 제품 안정성을 나타내는 유기 용매를 포함한다.

현재까지 세정 조성물에 사용된 산화제는, 일반적으로 사용되는 과산화수소 및 과산과 같이, 수성 형태의 산화제로, 박리 조성물에 일반적으로 사용되는 유기 용매에서 쉽게 반응하거나 쉽게 분해하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 산화제가 소모되어 버리고 의도하는 목적에 사용할 수 없게 되어버린다. 또한, 산화제를 포함하는 마이크로일렉트로닉 세정 조성물은 10% 이상의 유기 용매를 포함하거나 높은 pH 범위나 높은 공정 온도에서는 낮은 제품 안정성을 나타낸다. 게다가, 안정화 제와 용매를 사용하는 많은 조성물에서는 산화제가 묶이게 되어 세정 공정에 사용되는 효과적인 산화/환원 반응을 수행하는 능력이 감소되게 된다.

따라서, 효과적인 세정제이자 포토레지스트의 제거, 플라즈마 공정시 발생되는 유기물, 유기금속물질, 무기물로부터 발생되는 잔류물의 세정, 및 화학적 기계적 연마(CMP)와 같은 평탄화공정의 부산물의 세정에 사용가능하고, 평탄화 슬러리/액의 첨가제로 유용하고, 종래의, 이산화규소를 포함하는 알루미늄 또는 알루미늄(구리) 배선, 저유전율 또는 고 유전율 유전체의 세정에 유용할 뿐만 아니라 구리 배선, 다공성 및 비 다공성의 저유전율(3 이하의 κ값) 또는 고 유전율(즉, 20 이상의 κ값) 유전체를 사용하는 진보된 내부 연결 재료에도 사용할 수 있고, pH>9의 강 알칼리 조건, 60℃ 이상의 온도, 및 과산화수소와 같은 강한 산화제 존재하에서 안정하고 최종 세정 저작에 적합한 유기 용매 기재의 마이크로일렉트로닉 세정제 조성물이 필요하게 되었다. 본 발명은 그러한 모든 장치의 세정에 효과적인, 산화제를 포함하는, 세정조성물에 관한 것이다.

본 발명은 강알칼리성 염기 및 산화제와 최소한으로 반응하거나 반응하지 않으며, 특히 산화제를 안정화시키는 극성 유기 용매를 포함하여 범용으로 사용가능한 실리케이트를 포함하지 않는 세정조성물을 제공한다. 본 발명의 목적은 수소 결합능이 우수한 용매를 산화제를 포함하는 조성물에 제공하는 것에 의해 해결된다. 본 발명의 세정 조성물은 일반적으로 약 0.1 내지 내지 약 30 중량%의 강알칼리성 염기 및 수소 결합능이 우수한 약 1 내지 약 99.9 중량%의 유기 극성 용매를 포함한다. 본 발명의 세정 조성물은 또한 임의로 물 및/또는 적합한 산 또는 알칼리성 염기, 킬레이트제, 보조용매, 산화제 안정화제, 금속 부식방지제, 계면활성제, 및 불소 화합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 신규의 세정 조성물은 하나 이상의 강알칼리성 염기 및 극성 유기 용매를 포함한다. 세정 조성물은 수성, 반-수성 또는 유기 용매 베이스의 조성물로 제조될 수 있다. 세정 조성물은, 다른 용매와 함께, 단독으로 사용될 수도 있고 염기 및 산과 결합되어 사용될 수도 있다. 본 발명의 세정 조성물은 넓은 범위의 공정/조작 조건의 pH 및 온도에서 사용될 수 있으며, 포토레지스트, 플라즈마 에칭/회분화 후 잔류물, 손실성 광 흡수재 및 반사 방지 코팅(ARC)을 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있다. 또한, 제거가 매우 어려운 시료, 예를 들어 많이 가교되거나 경화된 포토레지스트 및 티타늄(예를 들어 티타늄, 산화티타늄 및 질화티타늄) 또는 탄탈륨(예를 들어 탄탈륨, 산화탄탈륨 및 질화탄탈륨)도 본 발명의 세정 조성물에 의해 쉽게 제거될 수 있다.

알칼리성 염기는 0.1 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 중량% 포함된다. 세정 조성물에 사용하기에 적합한 어떤 염기라도 사용할 수 있다. 염기는, 바람직하게는 수산화암모늄 또는, 암모니아로부터 유도된 염기 또는 암모니아로부터 유도되지 않은 염기이다. 조성물이 구리 배선된 구조물의 세정에 사용되는 경우 염기는 바람직하게는 암모니아로부터 유도되지 않은 염기가 사용되고 조성물이 알루미늄을 포함하는 구조물의 세정에 사용되는 경우 염기는 바람직하게는 수산화암모늄 또는 암모니아로부터 유도된 염기 또는 암모니아로부터 유도되지 않은 염기를 부식방지 보조용매 및/또는 부식방지제와 함께 사용된다. 암모니아로부터 유도되지 않은 염기의 예로는 식 R₄N⁺OH^-의 테트라알킬암모늄 하이드록사이드가 있다. 상기 식에서 R은 각각 치환 또는 비치환된 알킬 그룹으로, 바람직하게는 1 내지 22 탄소원자를 포함하고 더욱 바람직하게는 1 내지 4 탄소원자를 포함한다. 조성물에 유용한 암모니아로부터 유도되지 않은 염기 가운데는 예를 들어, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 수산화콜린 등이 있다. 무기 염기, 예를 들어 수산화칼륨, 수산화나트륨 등 또한 알칼리성 염기로 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 용매는 수소 결합능을 갖는 극성 유기 용매로서 산화제와 최소한으로 반응하거나 반응하지 않는다. 그러한 유기 용매로는 아미류드, 술폰류, 술폴렌류, 셀레논류, 및 포화 알코올류가 있다. 이 가운데 바람직한 용매는 술폴란(테트라히드로티오펜-1,1-디옥사이드), 3-메틸술폴란, n-프로필 술폰, n-부틸 술폰, 술폴렌(2,5-디히드로티오펜-1,1-디옥사이드), 3-메틸술폴렌, 1-(2-하이드록시에틸) 피롤리디논(HEP), 디메틸피페리돈(DMPD), N-메틸 피롤리디논 (NMP), 및 디메틸아세트아미드 (DMAc), 디메틸포름아미드 (DMF)와 같은 아미드류, 및 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세롤 및 헥사플루오 로이소프로판올과 같은 포화 알코올류이다. 유기 용매 성분은 하나 또는 그 이상의 용매를 포함할 수 있고 일반적으로 조성물 중에 약 1 내지 약 99.9 중량%, 바람직하게는 약 10 내지 약 90 중량%, 및 가장 바람직하게는 약 30 내지 80 중량%의 양으로 포함된다. 이들 용매는 산 및 알칼리성 조건에 내성이 있고 산화제와 강하게 결합하지 않는다. 또, 이들 용매는 과산화수소와 같은 산화제를 수소결합과 같은 상호작용을 통해 안정한 복합물을 형성하여 안정화시킨다.

세정 조성물은 물을 포함할 수 있으며, 물이 포함되는 경우 그 양은 약 0.1 내지 약 98 중량%, 바람직하게는 약 10 내지 약 60 중량%, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 50 중량%이다. 물은 다른 성분들의 수용액 부분으로 존재할 수도 있고, 별도로 첨가될 수 도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 세정 조성물은 또한 산성 pH 조건에서도 사용될 수 있으며 본 발명의 조성물에 산성 pH를 제공하기에 충분한 양의 적당한 산성 성분, 예를 들어 HCl 또는 HF를 사용할 수 있다.

본 발명의 세정 조성물은 또한 임의로 하나 이상의 부식방지 보조용매를 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물에 사용하기에 바람직한 부식방지 보조용매는 하기 일반식을 갖는 화합물이다:

W-[CR₁R₂]n-Y

상기 식에서 R₁ 및 R₂ 는 각각 H 또는 알킬, 바람직하게는 1 내지 6 탄소원자의 알킬, 아릴, 바람직하게는 3 내지 14 탄소원자, OR₃및 SO₂R₄; n 은 2 내지 6의 정수, 바람직하게는 2 또는 3; W 및 Y는 각각 OR₃또는 SO₂R₄; 이고 R ₃ 및 R₄는 각각 H, 알킬, 바람직하게는 1 내지 6 탄소원자의 알킬, 아릴, 바람직하게는 3 내지 14 탄소원자의 아릴이다. 이러한 부식방지 보조용매로는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세롤 등이 있다. 세정 조성물의 필요한 극성 유기 용매 성분이 상기 식 범위 내의 포화 알코올이 아닐 경우, 포화 알코올이 보조 용매로 사용될수도 있다. 보조용매는 조성물에 0 내지 약 80 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 50 중량%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 30 중량%로 포함된다.

본 발명의 조성물은 또한 다른 부식 방지제, 바람직하게는 방향족 고리에 직접 결합된 둘 이상의 OH, OR₆, 및/또는 S0₂R₇R₈ 그룹을 포함하는 아릴 화합물, 을 포함할 수 있다. 상기식에서, R₆, R₇및 R₈은 각각 알킬, 바람직하게는 1 내지 6 탄소원자의 알킬, 또는 아릴, 바람직하게는 6 내지 14 탄소원자의 아릴이다. 바람직한 부식방지제의 예로는 카테콜, 피로갈롤, 갈산, 레조키놀 등이 있다. 그러한 다른 부식방지제는 0 내지 약 15 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1 0 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 중량%로 포함된다.

유기 또는 무기 킬레이트제 또는 금속 착제는 필요하지는 않으나, 사용하는 경우 장점, 예를 들어 제품의 안정성을 향상 등을 제공한다. 적합한 킬레이트제 또는 착제의 예로는 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산(CyDTA), 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA), 스탄네이트, 피로포스패이트, 알킬리덴-디포스폰산 유도체(예, 에탄-l-하이드록시-1,1-디포스포네이트), 포스포네이트 함유 에틸렌디아 민, 디에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라민 작용기의 화합물[예, 에틸렌디아민 트테라(메틸렌 포스폰산) (EDTMP), 디에틸렌트리아민 펜다(메틸렌 포스폰산), 트리에틸렌테트라민 헥사(메틸렌 포스폰산) 등이 있다. 킬레이트제는 조성물 중에 0 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2 중량%로 포함될 수 있다. 여러가지 포스포네이트의 금속 킬레이트제 또는 착제, 예를 들어 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)(EDTMP)은 산성 및 알칼리성 조건에서 산화제를 포함하는 본 발명의 세정 조성물에서 세정 조성물의 안정성을 향상시키므로 일반적으로 바람직하다.

임의의 다른 금속 부식방지제, 예를 들어 벤조트리아졸이 0 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 2 중량%로 사용될 수 있다.

본 발명의 세정 조성물은 또한 임의로 계면활성제, 예를 들어 디메틸 헥시놀(Surfynol-61), 에톡시화 데트라메틸 데신디올 (Surfynol-465), 폴리테트라플루오로에틸렌 세톡시프로필베타인(Zonyl FSK), Zonyl FSH 등을 포함할 수 있다. 계면활성제는 일반적으로 0 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 약 3 중량% 포함된다.

본 발명의 세정 조성물은 또한 임의로 불소 화합물 예를 들어, 테트라메틸암모늄 플루오라이드, 테트라부틸암모늄 플루오라이드, 암모늄 플루오라이드 등을 포함할 수 있다. 다른 적합한 불소 화합물, 예를 들어 플루오로보래이트, 테트라부틸암모늄 플루오로보래이트, 알루미늄 헥사플루오라이드, 안티모니 플루오라이드 등을 포함할수도 있다. 불소 화합물은 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 5 중량%로 포함된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 세정 조성물은 산화제와 함께, 사용될 수 있고, 부가의 세정 및 박리 조성물을 형성할 수 있다. 그러한 조성물은 마이크로일렉트로닉 세정 조성물에 사용하기에 적합한 어떠한 산화제도 포함할 수 있다. 산화제의 예로는, 과산화물, 특히 과산화수소, 과산화수소로부너 퍼옥시하이드래이트의 분자 부가물 및 옥시산, 지르코닐 아세테이트 및 아조 화합물, 예를 들어, 소듐 퍼카보네이트, 소듐 퍼보래이트, 그리고 퍼이오데이트(I0₄ ^-), 퍼보래이트, 과망간산염 (MnO₄ ^-), 과황산, 과황산염 및 알콕시할라이드, 예를 들어 t-BuOCl이 있다. H₂0₂ 와 유기 분자의 치환반응으로부터 생성가능한 다른 과산화 화합물도 사용될 수 있으나, 덜 바람직하다. 예로는 알킬퍼옥사이드, 퍼옥시산, 디아실 퍼옥사이드 및 케톤 퍼옥사이드가 있다. H₂0₂와 무기 분자의 유사한 치환반응으로부터의 생성물인, 퍼옥시황산, 또한 사용가능하다. 산화제는 본 발명의 세정 조성물에서 약 0.1 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 중량%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 5 중량%의 양으로 사용된다. 바람직한 산화제는 과산화수소이며(H₂0₂), 바람직하게는 3 내지 30% 수용액으로 사용된다.

본 발명의 세정 조성물의 예는 하기 표 1 내지 4에 게시되어 있다.

하기 표에 사용된 약어는 다음과 같다.

TMAH= 25% 테트라메틸암모늄 하이드록사이드

HEP= 1-(하이드록시에틸)-2-피롤디리디논

CyDTA= 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산

DMPD= 디메틸피페리돈

SFL= 술폴란

EG= 에틸렌 글리콜

CAT=카테콜

EDTMP= 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)

NH₄0H= 수산화암모늄

CH= 수산화콜린

물= 수용액 성분으로의 물 이외에 부가된 물

표 1

조성물/중량부

성분	A	B	C	D	E	F
25% TMAH	2.5	17.5	10	2.5	2	9
HEP
SFL	300	150		30	50
CyDTA	2.3		0.9	0.23	0.19	1.15
EDTMP		1.8
DMPD			120
EG		30		15		200
CAT				3
29% NH₄0H
20% CH
H₂0	75	60	60	7.5	12.5

표 2

조성물/중량부

성분	G	H	I	J	K	L
25% TMAH	25	25	20	25	17.5	17.5
HEP
SFL	300	300	300	300	150	150
CyDTA	3	3	2.5	1.5
EDTMP					1.8	1.8
DMPD
EG	5	30			40	20
CAT				3
29% NH₄0H
20% CH
H₂0	35	45	45	45	50	50

표 3

조성물/중량부

성분	M	N	O	P	Q	R
25% TMAH	2.5
HEP
SFL	30	50	50	50		74
CyDTA	0.23	0.39		0.39		0.28
EDTMP			0.6		0.6
DMPD
EG	15
CAT	3	3.5	3.5
29% NH₄0H		1.4	1.9	1.4	1.9
20% CH
H₂0	7.5	12.5	20	12.5	20	40

표 4

조성물/중량부

성분	S	T	U	V
25% TMAH	7.5	17.5	6.25	7.5
HEP				75
SFL		75
CyDTA	1.2	0.8	0.6	1.2
EDTMP
DMPD	75
EG
CAT
29% NH₄0H
20% CH		12
H₂0	25	25	25	25

본 발명의 세정 조성물에 대한 구리 및 알루미늄 에칭 속도를 측정하여 그 에칭 속도 데이타를 표 5에 게시하였다. 표 1의 조성물 A, B(변형) 및 E의 에칭 속도를 하기 시험 과정으로 측정하였다.

대략 13×50mm 크기의 알루미늄 또는 구리 박편을 사용하였다. 상기 박편의 무게를 측정하였다. 상기 박편을 2-프로판올, 증류수 및 아세톤으로 세정한 후 건조 오븐에서 건조하였다. 세정 및 건조된 박편을 예비가열된 본 발명의 세정 조성물이 담겨진 두껑이 느슨하게 닫혀 있는 병에 넣고 지정된 온도에서 두시간 내지 네 시간 동안 진공 오븐에 두었다. 상기 오븐 및 병에서 처리 및 세정된 박편들을 충분한 양의 증류수로 씻어내고 건조 오븐에서 약 한시간 정도 건조한 다음 상온으로 냉각시켜 무게 감소 또는 무게 변화에 따른 에칭 속도를 조사하였다.

표 5

표 1의 조성물	55℃에서 Cu 에칭속도 (Å/분)	65℃에서 Cu 에칭속도 (Å/분)
A	6	6
B+25% TMAH(62.5:5)		3
E	4	3

다양한 유전체에 대해 본 발명의 조성물 JJ 및 NN (표 6)의 층간 유전체(ILD) 에칭 속도를 다음 방법으로 평가하였다.

웨이퍼 시편의 필름 두께를 루돌프 후도 측정기(Rudolph Interferometer)를 사용하여 측정하였다. 웨이퍼 시편 (실리콘 웨이퍼 상에 증착된 ILD를 갖는)을 지정된 온도에서 30분간 지정된 세정 조성물에 침지시키고 탈이온수로 세척하고 질소 기류하에서 건조시켰다. 처리 후의 두께를 다시 측정하고 처리에 의해 생긴 막 두께의 변화를 기초하여 에칭 속도를 계산하였다.

조성물A에 대한 IDL 에칭 속도를 표 6에, 조성물 B에 대한 IDL 에칭 속도를 표 7에 나타내었다.

표 6

유전체	70℃에서 에칭 속도(Å/분)
탄소 도핑된 산화물(CDO)	5
질화규소(SiN)	3
테트라에틸오르쏘실리케이트(pTEOS)	1.5
SiLK^TM유기 중합체	-
불소화된 실리케이트 유리(FSG)	<1
Coral^TM 탄소 도핑된 산화물	18

표 7

유전체	70℃에서 에칭 속도(Å/분)
탄소 도핑된 산화물(CDO)	1.5
질화규소(SiN)	4
테트라에틸오르쏘실리케이트(pTEOS)	1
SiLK^TM유기 중합체	<1
불소화된 실리케이트 유리(FSG)	<1
Coral^TM 탄소 도핑된 산화물	3

본 발명의 세정 조성물의 세정 능력을 다음의 테스트로 측정하였다. 하기 구조의 웨이퍼로 이루어진 마이크로일렉트로닉 구조물, 즉 포토리지스트/반사 방지 코팅(ARC)/다공성 탄소 도핑된 산화물의 후 트렌치 에칭된 시료를 표 1의 조성물 A에 50℃에서 20분간 침지시키고, 물로 세척한 후, 건조하여 SEM 조사로 세정 능력을 측정하였다. 조성물이 대부분의 ARC를 제거하였으며, 다공성 탄소 도핑된 산화물은 극히 소량의 에칭이 일어난 결과를 나타냈다.

이상과 같이 본 발명을 설명하였는 바, 본 발명의 본질과 범위를 벗어나지 않은 채 본 발명의 대한 개량이 가능함은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 그러한 모든 변형과 변경 등은 본 발명의 특허청구범위와 사상에 속하는 것이다.

Claims

pH 9 이상의 강알칼리 조건과 H₂O₂가 있는 조건에서도 안정하고:

저유전율(low-κ) 유전체 또는 고 유전율(high-κ) 유전체를 가지고, 구리, Al, 또는 Al(Cu)로 메탈라이즈된(metallized) 마이크로일렉트로닉 기판으로부터, 포토레지스트 잔류물과; 플라즈마 공정시 발생되는 유기물, 유기금속물질, 무기물로부터 발생되는 잔류물과; 화학적 기계적 연마(CMP)의 평탄화공정 부산물을 단일 공정에서 세정하는 것이 가능하며:

슬러리 잔류물의 평탄화 첨가제로 사용되는 무규산염 세정 조성물에 있어서,

상기 세정 조성물은,

수소결합능이 있고, 디메틸피페리돈, 술폰 및 술폰란으로 구성된 그룹으로부터 선택된 30% 내지 80% 중량의 극성 유기 용매;

0.1% 내지 10% 중량의 테트라알킬암모늄 하이드록사이드;

10% 내지 60% 중량의 물; 그리고

트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산(CyDTA), 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)로 구성된 그룹으로부터 선택된 0.1% 내지 5% 중량의 킬레이트제 또는 금속착제를 필수적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 킬레이트제 또는 금속 착제는 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산인 것을 특징으로 하는 세정 조성물.
제 2 항에 있어서, 술폰란, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산 및 물을 필수적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정 조성물.
제 3 항에 있어서, 술폰란, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 트랜스-1,2-시클로헥산디아민 테트라아세트산 및 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정 조성물.
저유전율(low-κ) 유전체 또는 고 유전율(high-κ) 유전체를 가지고, 구리, Al, 또는 Al(Cu)로 메탈라이즈된(metallized) 마이크로일렉트로닉 기판으로부터, 포토레지스트 잔류물과; 플라즈마 공정시 발생되는 유기물, 유기금속물질, 무기물로부터 발생되는 잔류물을 단일 공정에서 세정하는 세정 방법에 있어서,

상기 세정 방법은,

상기 기판으로부터 상기 포토레지스트와 잔류물을 세정하기에 충분한 시간 동안 상기 기판을 세정 조성물에 접촉시키는 단계를 포함하고,

상기 세정 조성물은,

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 의한 세정 조성물인 것을 특징으로 하는 세정 방법.
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