KR101058980B1 - Silicon Oxide Etching Method Using Supercritical Carbon Dioxide and Cleaning Etch Residue - Google Patents

Silicon Oxide Etching Method Using Supercritical Carbon Dioxide and Cleaning Etch Residue Download PDF

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Abstract

본 발명은 디램 소자의 메모리 셀을 구성하는 캐패시터 제조 및 MEMS 라고 불리는 미소 구동체 등의 미소구조를 갖는 구조체의 제작에 있어서, 두개의 챔버 시스템(two chamber system)을 이용하여 에칭 약품(etching chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여, 상기 희생막을 에칭하는 단계; 및 세정 약품(cleaning chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여, 상기 희생막과 상기 에칭 약품의 반응으로부터 생성되는 에칭 잔여물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to etching chemicals using two chamber systems in the manufacture of capacitors constituting a memory cell of a DRAM element and in the fabrication of a structure having a microstructure, such as a micro driver body called MEMS. Etching the sacrificial film using the dissolved supercritical carbon dioxide; And using a supercritical carbon dioxide in which a cleaning chemical is dissolved, to remove the etching residue generated from the reaction of the sacrificial film with the etching chemical.

초임계이산화탄소, MEMS, 에칭, 희생층, 에칭 약품, 에칭 잔류물, 세정약품 Supercritical Carbon Dioxide, MEMS, Etching, Sacrificial Layers, Etching Agents, Etch Residues, Cleaning Agents

Description

초임계이산화탄소를 이용한 실리콘 산화막 에칭 방법 및 에칭 잔류물의 세정 방법 {ETCHING METHOD OF SILICON DIOXIDE FILM AND CLEANING METHOD OF ETCHING RESIDUE USING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE}Method for etching silicon oxide film using supercritical carbon dioxide and cleaning method of etching residues {ETCHING METHOD OF SILICON DIOXIDE FILM AND CLEANING METHOD OF ETCHING RESIDUE USING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE}

본 발명은 초임계이산화탄소를 이용하여 MEMS(micro electro mechanical system) 및 DRAM(dynamic random access memory) 캐패시터 제조 상 희생막(sacrificial layer)으로 사용되는 실리콘 산화막을 제거하기 위한 에칭 방법 및 에칭 잔류물을 세정하는 방법에 관한 것이다. The present invention cleans an etching method and an etching residue for removing a silicon oxide film used as a sacrificial layer in manufacturing a micro electro mechanical system (MEMS) and a dynamic random access memory (DRAM) capacitor using supercritical carbon dioxide. It is about how to.

일반적으로 MEMS 제조 및 DRAM 캐패시터 제조 공정에서는 불산(Hydrofluoric Acid, HF)을 사용하는 습식 에칭 공정이 널리 적용되고 있다. MEMS는 단일 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)상에 기계적 및 전기적 성분을 통합하는 디바이스(devices)이며 전기적 및 기계적 성분은 전형적인 집적 회로(IC: integrated circuit) 기법 및 미세기계화(micromachining) 공정을 각각 사용하여 제작된다. MEMS 웨이퍼는 기판상에 희생층 및 구조층을 증착시키고, 구조층에 대한 희생층의 선택적인 에칭으로 빔(beam) 또는 레버(lever)와 같은 서스펜디드(suspended) 또는 프리스탠딩(freestanding) 구조를 형성할 수 있다. 그러나 MEMS 구조를 제작하는데 주요한 문제점은 희생층 에칭 공정에 기반한 수계 시스템에서 점착현상이 발생할 수 있다는 것이다. 상기 점착현상의 원인은, 반데르 발스 힘(van der Waals forces), 수소 브리징(hydrogen bridging) 또는 미세 구조 와 기판 사이의 정전기학적 인력(electrostatic attractions), 표면 장력, 및 건조단계 중에 용액으로부터 침전된 에칭 잔여물에 기인된다. In general, a wet etching process using hydrofluoric acid (HF) is widely used in the MEMS manufacturing and DRAM capacitor manufacturing processes. MEMS are devices that integrate mechanical and electrical components on a single silicon wafer. Electrical and mechanical components are fabricated using typical integrated circuit (IC) techniques and micromachining processes, respectively. do. MEMS wafers deposit a sacrificial layer and a structural layer on a substrate and form a suspended or freestanding structure such as a beam or lever by selective etching of the sacrificial layer relative to the structural layer. can do. However, a major problem in fabricating MEMS structures is that adhesion may occur in aqueous systems based on the sacrificial layer etching process. The adhesion phenomenon may be due to van der Waals forces, hydrogen bridging or electrostatic attraction between the microstructure and the substrate, surface tension, and precipitation from the solution during the drying step. Due to the etching residue.

따라서 물 이외의 용매와 함께 불산을 수반하는 에칭 방법, 표면장력 에너지를 최소화하기 위하여 표면 거칠기를 증가시키는 방법 및 표면장력이 없거나 또는 거의 없는 액체(예: 이소프로판올(IPA: isopropanol))로 구조물을 건조시킴으로써 수분을 제거하는 방법으로 점착현상을 최소화하는 몇몇 방법이 제시되어 왔다. 그러나 물 이외의 용매를 사용하는 에칭 방법은 무수의 불산 기체를 포함하는 에칭 조성물을 사용하게 되는데, 이 경우의 미세 구조물을 형성하기 위한 에칭 시간은 10시간 이상이 소요되며, 시간을 감소하기 위하여 물을 일부 첨가하기도 하지만 이 것은 무수의 불산 에칭제를 사용하는 장점을 소멸시키게 된다.Thus drying the structure with an etching method involving hydrofluoric acid with a solvent other than water, a method of increasing surface roughness to minimize surface tension energy, and a liquid with little or no surface tension (e.g. isopropanol (IPA)). Some methods have been proposed to minimize the adhesion phenomenon by removing moisture. However, an etching method using a solvent other than water uses an etching composition including anhydrous hydrofluoric acid gas. In this case, the etching time for forming the microstructure takes 10 hours or more, and water is reduced to reduce the time. Although some are added, this eliminates the advantage of using anhydrous hydrofluoric acid etchant.

더욱이 급속히 발전하는 반도체 산업은 집적화, 미세화를 끊임없이 요구하고 있고 이에 따라 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지는 조밀한 구조물의 제조가 필수적이다. 하지만 습식 에칭(wet etching) 공정은 에칭 용액의 표면장력, 점성 및 확산성의 한계로 구조물의 하부까지 침투하기 어렵고, 에칭 이후 세정 및 건조 과정에서 모세관 힘에 의한 구조물의 붕괴 및 서로 달라 붙는 패턴폴(pattern fall)현상이 발생한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 미소 구조체의 제작(특히, 희생층의 에칭 단계)에서 에칭액의 표면장력 정도가 미소 구조체의 손상에 큰 영향을 준다. Moreover, the rapidly developing semiconductor industry is constantly demanding integration and miniaturization, and therefore, it is essential to manufacture dense structures having high aspect ratios. However, the wet etching process is difficult to penetrate to the lower part of the structure due to the limitation of surface tension, viscosity, and diffusivity of the etching solution, and the pattern poles that collapse and stick to each other due to capillary force during cleaning and drying after etching pattern fall). As described above, in the fabrication of the microstructures (particularly, the etching step of the sacrificial layer), the degree of surface tension of the etchant greatly affects the damage of the microstructures.

이러한 표면장력에 기인하는 패턴폴 등의 문제는 초임계 유체를 사용하여 해결할 수 있다. 도 1에 도시한 것처럼, 물질은 소정의 임계온도(critical temperature) 이상에서는 압력의 변화에 상관없이 액화되지 않는 초임계 상태(supercritical state)가 된다. 위상 다이어그램에서, 이러한 초임계 상태가 시작되는 최소의 온도와 압력을 임계점(critical point)이라고 한다. 통상적인 액체 용매의 특성들과 달리, 이러한 초임계 상태의 물질(이하, 초임계 유체)은, 압력의 변화에 따라, 그 밀도(density), 점도(viscosity), 확산 계수(diffusiont coefficient) 및 극성(polarity) 등과 같은 물성(physical property)이 기체와 같은 상태(gas-like state)에서부터 액체와 같은 상태(liquid-like state)까지 연속적으로 변화될 수 있다. 이러한 초임계 유체는 높은 용해력, 높은 확산 계수, 낮은 점도 및 낮은 표면장력을 갖는다. 특히, 이산화탄소는 그 임계 온도 및 임계 압력이 31.1 ℃ 및 73.8 atm 일뿐 만 아니라 무독성, 불연성, 저가이기 때문에, 반도체 장치의 제조 등과 같은 기술 분야에서 특히 주목되는 물질이다. 그러므로 표면장력이 존재하지 않는 초임계이산화탄소를 용매로 실리콘 산화막 에칭을 수행하면, 패턴폴은 완전히 방지할 수 있다. 하지만, 초임계이산화탄소 유체는 비극성 유기용매와 유사한 용해 특성을 가지므로, 단독으로 사용한 경우 용해 선택성(dissolving selectivity)을 갖는다. 따라서, 초임계이산화탄소 유체의 사용 만으로는 희생층으로서의 실리콘 산화막을 제거하고 상기 입자의 제거에 필수적인 실리콘 산화막을 에칭하기에 불충분하다. 이에, 초임계이산화탄소 유체에 희생막(sacrificial film)의 에칭 및 입자 제거에 효과적인 첨가제, 보다 구체적으로 실리콘 산화막을 에칭할 수 있는 불소화 합물 등을 첨가하여 초임계 상태 하에 실리콘 산화막을 에칭하는 연구가 수행되어 왔다. 예를 들면, 불소 화합물, 또는 불소 화합물과 오염물 용해 보조제로서의 유기용매를 함유하는 초임계 유체를 이용하여 오염물을 제거하는 동시에 실리콘 산화막을 제거하는 방법(JP 64-45125 A, JP 10-135170 A, JP 2003-513342 A 및 JP2003-224099 A 참조) 등이 있다. 그러나, 실리콘 산화막을 에칭할 수 있는 불소 화합물 등의 화학물질은 일반적으로 물과 같은 용매에는 용해되지만, 초임계이산화탄소 유체에는 거의 용해되지 않고 에칭 속도가 낮다. 특히, 센서 부품의 다이아프램 부재 또는 빔 부재 형성에 있어서는, 수십∼수백 ㎚ 두께의 희생층으로서 실리콘 산화막을 완전히 에칭하여야 하고, 수초∼1분 이내에 싱글-웨이퍼(single wafer) 세정을 완료하여야 하지만, 상기 제안된 방법으로는 실리콘 산화막의 실용적인 에칭 속도를 얻을 수 없다. Problems such as pattern poles caused by the surface tension can be solved by using a supercritical fluid. As shown in FIG. 1, the material is in a supercritical state that does not liquefy regardless of the change in pressure above a predetermined critical temperature. In the phase diagram, the minimum temperature and pressure at which this supercritical state begins is called the critical point. Unlike the properties of conventional liquid solvents, these supercritical materials (hereinafter, supercritical fluids) have a density, viscosity, diffusion coefficient, and polarity that change with pressure. Physical properties such as polarity may be continuously changed from a gas-like state to a liquid-like state. Such supercritical fluids have high dissolving power, high diffusion coefficient, low viscosity and low surface tension. In particular, carbon dioxide is a material of particular interest in the technical field, such as the manufacture of semiconductor devices, because its critical temperature and pressure are not only 31.1 ° C. and 73.8 atm, but also non-toxic, non-flammable, and inexpensive. Therefore, when the silicon oxide film is etched with a supercritical carbon dioxide having no surface tension as a solvent, the pattern pole can be completely prevented. However, supercritical carbon dioxide fluids have dissolution characteristics similar to nonpolar organic solvents, and therefore have dissolving selectivity when used alone. Therefore, the use of supercritical carbon dioxide fluid alone is insufficient to remove the silicon oxide film as the sacrificial layer and to etch the silicon oxide film which is essential for the removal of the particles. Therefore, a study is performed to etch a silicon oxide film under a supercritical state by adding an additive which is effective for etching a sacrificial film and removing particles, more specifically a fluorinated compound capable of etching the silicon oxide film, to a supercritical carbon dioxide fluid. Has been. For example, a method of removing a silicon oxide film while removing contaminants using a supercritical fluid containing a fluorine compound or an organic solvent as a fluorine compound and a contaminant dissolving aid (JP 64-45125 A, JP 10-135170 A, JP 2003-513342 A and JP2003-224099 A). However, chemicals such as fluorine compounds capable of etching silicon oxide films are generally dissolved in a solvent such as water, but hardly dissolved in a supercritical carbon dioxide fluid and have a low etching rate. In particular, in forming the diaphragm member or the beam member of the sensor component, the silicon oxide film must be completely etched as a sacrificial layer of several tens to hundreds of nm thick, and the single wafer cleaning must be completed within a few seconds to one minute. By the proposed method, a practical etching rate of the silicon oxide film cannot be obtained.

한편, MEMS 및 반도체 제조를 위한 희생막인 테트라에톡시실란막 (TEOS막), BPSG (Boron Phosphor Silicate Glass), BSG (Boron Silicate Glass) 등과 같은 실리콘 산화막은 초임계이산화탄소를 이용한 건식 에칭에서 피리딘(pyridine, C5H5N)이 첨가된 무수의 불산에 의해 에칭시 에칭 잔여물로 SiF42(CH2)5NH 가 발생되는 것으로 조사되었다. 발생된 SiF42(CH2)5NH 는 물에 의해 용해가 잘 되지만 methanol, carbon tetrachloride, benzonitrile, pyridine, benzene, nitrobenzene, monochlorobenzene, chloroform, methyl iodide, thiophene, methylene chloride, methylene bromide, mesitylene, acetonitrile 등 대부분의 화학물에 불용인 특성 을 나타낸다. Meanwhile, silicon oxide films such as tetraethoxysilane (TEOS), BPSG (Boron Phosphor Silicate Glass), and BSG (Boron Silicate Glass), which are sacrificial films for manufacturing MEMS and semiconductors, have pyridine (Pyridine) in dry etching using supercritical carbon dioxide. It was investigated that SiF 4 2 (CH 2 ) 5 NH was generated as an etching residue upon etching by anhydrous hydrofluoric acid added with pyridine, C 5 H 5 N). SiF 4 2 (CH 2 ) 5 NH is easily dissolved by water, but methanol, carbon tetrachloride, benzonitrile, pyridine, benzene, nitrobenzene, monochlorobenzene, chloroform, methyl iodide, thiophene, methylene chloride, methylene bromide, mesitylene, acetonitrile Insoluble properties in most chemicals.

이에 구조체의 손상 없이 단 시간에 에칭하고, 에칭에서 발생되는 에칭 잔여물을 효과적으로 제거하는 방법이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need for a method of etching in a short time without damaging the structure and effectively removing the etching residues generated in the etching.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미소 구조체를 갖는 구조체의 손상 없이 단시간에 두개의 챔버 시스템(two chamber system) 내에서 에칭 약품(etching chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여 상기 희생막을 에칭하고, 세정 약품(cleaning chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여 상기 희생막과 상기 에칭 약품의 반응으로부터 생성되는 에칭 잔여물을 효과적으로 제거하는데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to etch the sacrificial film using supercritical carbon dioxide in which etching chemical is dissolved in a two chamber system in a short time without damaging the structure having a microstructure. Supercritical carbon dioxide in which a cleaning chemical is dissolved is used to effectively remove the etching residue generated from the reaction between the sacrificial film and the etching chemical.

본 발명은 두개의 챔버 시스템(two chamber system)을 이용하여 에칭 약품(etching chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여, 상기 희생막을 에칭하는 단계; 및 세정 약품(cleaning chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여, 상기 희생막과 상기 에칭 약품의 반응으로부터 생성되는 에칭 잔여물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention includes etching the sacrificial layer using supercritical carbon dioxide in which etching chemical is dissolved using a two chamber system; And using a supercritical carbon dioxide in which a cleaning chemical is dissolved, to remove the etching residue generated from the reaction of the sacrificial film with the etching chemical.

본 발명에 따르면, 상기 실리콘 산화막을 에칭하는 단계 및 상기 에칭 잔여물을 제거하는 단계는 동일한 공정 챔버(S10) 내에서, 이산화탄소의 임계점 이상의 조건으로, 연속적으로 실시된다. 상기 실리콘 산화막을 에칭하는 단계 및 상기 에칭 잔여 물을 제거하는 조건은 31.1℃ 내지 100℃의 온도 범위 및 1085 psi 내지 5000 psi의 압력 범위이다. According to the invention, the step of etching the silicon oxide film and the step of removing the etching residues are carried out continuously in the same process chamber (S10), under conditions above the critical point of carbon dioxide. The etching of the silicon oxide film and the conditions for removing the etching residue are a temperature range of 31.1 ° C to 100 ° C and a pressure range of 1085 psi to 5000 psi.

본 발명에 따르면, 상기 희생막은 MEMS 제조 및 DRAM 캐패시터의 제조 시 구조체를 형성하기 위해 사용되는 실리콘 산화막으로 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate), BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass), 및 열산화 SiO2막(Thermal SiO2)를 포함하는 실리콘 산화막들 중의 한가지이고, 상기 에칭 약품은 불소 화합물(fluoride)과 조용매(co-solvent)를 모두 포함하며, 상기 세정 약품은 니트로메탄(nitromethane), 비스(2-메톡시에틸)에테르(bis(2-methoxyethyl) ether) 중의 적어도 한가지를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to the present invention, the sacrificial film is a silicon oxide film used to form a structure in the fabrication of MEMS and DRAM capacitors, such as Tetra Ethyl Ortho Silicate (TEOS), Boro-Phospho Silicate Glass (BPSG), and a thermally oxidized SiO 2 film ( One of silicon oxide films including Thermal SiO 2 ), and the etching agent includes both fluoride and co-solvent, and the cleaning agent is nitromethane, bis (2- At least one of methoxyethyl) ether (bis (2-methoxyethyl) ether).

상기 불소 화합물은 불산(Hydrofluoric Acid, HF), 플루오르화 수소 에테르(Hydro Fluoro Ether, HFE), Poly[4-vinylpyridinium poly(hydrogen fluoride), Hydrogen fluoride 2,4,6-trimethylpyridine 및 플루오루화 암모늄(Ammonium Fluoride, NH4F) 중의 적어도 한가지를 포함하는 것을 특징으로 한다. The fluorine compound is hydrofluoric acid (HF), hydrogen fluoride ether (HFE), poly [4-vinylpyridinium poly (hydrogen fluoride), hydrogen fluoride 2,4,6-trimethylpyridine and ammonium fluoride (Ammonium) Fluoride, NH 4 F) It is characterized in that it comprises at least one.

상기 조용매는 피리딘(pyridine, C5H5N)과 알코올을 반드시 포함하며, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, IPA(Iso Propyl Alcohol) 및 프로판올 중의 적어도 한가지이다.The cosolvent necessarily includes pyridine (C 5 H 5 N) and an alcohol, wherein the alcohol is at least one of methanol, ethanol, Iso Propyl Alcohol (IPA) and propanol.

본 발명에서, 상기 실리콘 산화막을 에칭하는 단계는 초임계이산화탄소 내에 상기 불소 화합물 및 상기 조용매의 혼합물(mixture)이 0.01 내지 10 wt%로 포함되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the etching of the silicon oxide film is characterized in that the mixture of the fluorine compound and the co-solvent in supercritical carbon dioxide is 0.01 to 10 wt%.

상기 에칭 잔여물을 제거하는 단계는 nitromethane, bis(2-methoxyethyl)ether 중 하나를 반드시 포함하고 상기 화합물 중의 한가지가 5 내지 20 wt%로 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여 상기 실리콘 산화막이 에칭된 결과물을 세정하는 제 1 세정 단계(C2) 및 초임계이산화탄소 만을 사용하여 상기 제 1 세정 단계(C2)가 실시된 결과물을 세정하는 제 2 세정 단계(C3)를 포함한다. 상기 제 1 세정 단계(C2)에서 세정 효율을 증가시키기 위하여 상기 초임계이산화탄소에 1 내지 10 wt%로 포함된 알코올을 사용할 수 있으며, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, IPA(Iso Propyl Alcohol) 및 프로판올 중의 적어도 한가지이다.The step of removing the etching residue is a result of etching the silicon oxide film using supercritical carbon dioxide in which at least one of the compound is nitromethane, bis (2-methoxyethyl) ether and dissolved at 5 to 20 wt% of one of the compounds And a second cleaning step (C3) for cleaning the resultant of the first cleaning step (C2) by using only the first cleaning step (C2) and the supercritical carbon dioxide. In order to increase the cleaning efficiency in the first cleaning step (C2), alcohols contained in the supercritical carbon dioxide in an amount of 1 to 10 wt% may be used, and the alcohol may be used in methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA) and propanol. At least one thing.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 용매의 임계점 이상의 조건에서 에칭할 수 있는 두개의 챔버 시스템을 제공한다. 이 시스템은 도 2에 나타난 것처럼 실리콘 산화막이 형성된 반도체 기판이 로딩되는 공정 챔버(S10), 상기 공정 챔버에 에칭 용액 및 초임계 유체의 혼합물을 제공하는 공급 챔버(S7), 사용된 유체를 상기 공정 챔버로부터 배출시키는 배출부(S11) 상기 공급 챔버(S7)에 용매를 포함하는 유체를 초임계 상태로 공급하는 공급부(S2) 및 상기 공급 챔버(S7)에 에칭 용액을 주입시키는 주입부(S5), 상기 공급부(S2), 공급 챔버(S7), 용액 주입부(S5) 및 상기 배출부(S11)의 동작 온도 및 압력을 제어하는 제어 장치를 포함한다. 이때, 상기 제어 장치는, 상기 실리콘 산화막을 에칭하는 단계 및 에칭 잔여물을 제거하는 단계에서 상기 공급 챔버(S7) 및 상기 공정 챔버(S10)를 상기 유체의 임계점 이상의 조건으로 유지시킨다. In order to achieve the above another technical problem, the present invention provides a two-chamber system capable of etching under conditions above the critical point of the solvent. The system includes a process chamber (S10) into which a semiconductor substrate on which a silicon oxide film is formed is loaded, a supply chamber (S7) for providing a mixture of an etching solution and a supercritical fluid to the process chamber, as shown in FIG. Discharge part (S11) for discharging from the chamber Supply unit (S2) for supplying a fluid containing a solvent to the supply chamber (S7) in a supercritical state and the injection unit (S5) for injecting an etching solution into the supply chamber (S7) And, the control unit for controlling the operating temperature and pressure of the supply unit (S2), the supply chamber (S7), the solution injection unit (S5) and the discharge unit (S11). In this case, the control device maintains the supply chamber S7 and the process chamber S10 at a condition above the critical point of the fluid in etching the silicon oxide film and removing the etching residue.

본 발명에 따르면, 상기 실리콘 산화막을 에칭하는 단계에서 상기 유체는 상기 에 칭 용액 및 상기 초임계이산화탄소 용매를 포함한다. 또한 상기 에칭 잔여물을 제거하는 단계에서 상기 유체는 상기 세정 용액 및 상기 초임계이산화탄소 용매를 포함한다. According to the present invention, in the etching of the silicon oxide film, the fluid includes the etching solution and the supercritical carbon dioxide solvent. Also in the step of removing the etch residue, the fluid comprises the cleaning solution and the supercritical carbon dioxide solvent.

상기 공급 챔버(S7) 및 공정 챔버(S10)는, 그 내부 온도 및 유체 교반을 조절하기 위한, 온도 조절 장치(S9) 및 교반 조절 장치(S6)를 구비할 수 있으며, 상기 공급 챔버(S7), 상기 공정 챔버(S10), 및 상기 공급부(S2)와 배출부(S10)의 동작, 온도 및 압력은 소정의 제어 장치에 의해 제어 될 수 있다. The supply chamber S7 and the process chamber S10 may include a temperature control device S9 and a stirring control device S6 for controlling the internal temperature and the fluid agitation, and the supply chamber S7. The operation, temperature, and pressure of the process chamber S10 and the supply unit S2 and the discharge unit S10 may be controlled by a predetermined control device.

도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 상기 실리콘 산화막의 에칭 방법 및 에칭 잔여물의 제거 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다. 3 is a process flowchart illustrating a method of etching the silicon oxide film and a method of removing the etching residue according to embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 실리콘 산화막 에칭 공정 및 에칭 잔여물 제거 공정은 다음의 순서로 진행된다. 먼저, 공정 챔버(S10)로 반도체기판을 외부에서 공급한다(E0). 이어서, 공급 챔버(S7)로 초임계이산화탄소 및 에칭 용액을 주입하고 교반한다(E1). 일정 시간 후 초임계 용매 공급부(S2)로부터 공급 챔버(S7)로 압력을 가함과 동시에 공급 챔버(S7)와 공정 챔버(S10) 사이의 밸브(S8)를 개폐하여 공정 챔버(S10)로 에칭 용액을 투입시켜 에칭을 진행한다(E2). 상기 실리콘 산화막의 에칭 후 상기 밸브(S8)를 차폐하고 상기 초임계 용매 공급부(S2)에서 직접적으로 공정 챔버(S10)에 용매를 주입함과 동시에 배출부(S11) 개폐를 통해 공정 챔버(S10)의 유체를 배출부(S11)를 통해 제거한다(E3). 공급 챔버(S7)의 세정을 위해 마찬가지로 상기 초임계 용매 공급부(S2)에서 직접적으로 공정 챔버(S10)에 상기 용매를 주입함과 동시에 배출부(S11) 개폐를 통해 공정 챔버의 유체를 배출부(S11)를 통해 제거한다(E3). 이로써, 상기 실리콘 산화막의 에칭 공정을 완료하고 에칭 잔여물 제거를 위해, 상기 제 1 세정 공정을 진행한다. 먼저, 공급 챔버(S7)로 상기 초임계이산화탄소 및 상기 세정 용액을 주입하고 교반한다(C1). 일정 시간 후 초임계 용매 공급부(S2)로부터 공급 챔버(S7)로 압력을 가함과 동시에 공급 챔버(S7)와 공정 챔버(S10) 사이의 밸브(S8)를 개폐하여 공정 챔버(S10)로 세정 용액을 투입시켜 세정을 진행한다(C2). 상기 에칭 공정과는 달리, 세정 공정에서는 공정 챔버(S10)와 배출부(S11) 사이의 밸브(S12)를 개폐시켜 상기 초임계 용매 공급부(S2)로부터 공급 챔버(S7)를 통해 공정 챔버(S10)의 웨이퍼 표면에 상기 세정 유체를 일정한 유속으로 흘려 주는 공정으로 진행된다. 일정 시간 웨이퍼 표면의 에칭 잔여물을 세정 후 공정 챔버(S10)와 공급 챔버(S7) 사이의 상기 밸브(S8)를 차폐하고 상기 초임계 용매 공급부(S2)에서 직접적으로 공정 챔버(S10)에 용매를 주입함과 동시에 배출부(S11) 개폐를 통해 공정 챔버(S10)의 유체를 배출부(S11)를 통해 제거한다(C3).Referring to FIG. 3, the silicon oxide film etching process and the etching residue removing process may be performed in the following order. First, the semiconductor substrate is supplied to the process chamber S10 from the outside (E0). Subsequently, supercritical carbon dioxide and an etching solution are injected into the supply chamber S7 and stirred (E1). After a certain time, the pressure is applied from the supercritical solvent supply unit S2 to the supply chamber S7, and at the same time, the valve S8 between the supply chamber S7 and the process chamber S10 is opened and closed, thereby etching the solution into the process chamber S10. Is added to proceed with etching (E2). After etching the silicon oxide film, the valve S8 is shielded, the solvent is injected directly into the process chamber S10 from the supercritical solvent supply unit S2, and at the same time, the process chamber S10 is opened by opening and closing the discharge unit S11. To remove the fluid through the discharge (S11) (E3). Likewise, the supercritical solvent supply unit S2 directly injects the solvent into the process chamber S10 for cleaning the supply chamber S7, and simultaneously discharges the fluid in the process chamber through opening and closing the outlet S11. Remove through S11) (E3). Thus, the first cleaning process is performed to complete the etching process of the silicon oxide film and to remove the etching residue. First, the supercritical carbon dioxide and the cleaning solution are injected into the supply chamber S7 and stirred (C1). After a certain time, the pressure is applied from the supercritical solvent supply unit S2 to the supply chamber S7, and at the same time, the valve S8 between the supply chamber S7 and the process chamber S10 is opened and closed to wash the process chamber S10. The washing is carried out by adding (C2). Unlike the etching process, in the cleaning process, the valve S12 between the process chamber S10 and the discharge part S11 is opened and closed to open the process chamber S10 from the supercritical solvent supply part S2 through the supply chamber S7. The cleaning fluid is flowed to the wafer surface at a constant flow rate. After cleaning the etching residue on the wafer surface for a predetermined time, the valve S8 between the process chamber S10 and the supply chamber S7 is shielded and the solvent is directly added to the process chamber S10 at the supercritical solvent supply S2. At the same time, the fluid of the process chamber S10 is removed through the discharge part S11 by opening and closing the discharge part S11 (C3).

상기 실리콘 산화막의 에칭 속도는 엘립소미터(Ellipsometer)를 통해 산화막의 두께를 측정하여 간접적으로 조사할 수 있었고, 그 결과 기존 습식 에칭 방식 혹은 공급 챔버(S7)를 두지 않은 단일 챔버 사용시와 비교하여 초임계이산화탄소 내에서 두개의 챔버 에칭 시스템에서 에칭 약품을 사용하여 향상된 에칭 속도 보여주었다. The etching rate of the silicon oxide film was indirectly investigated by measuring the thickness of the oxide film through an ellipsometer, and as a result, compared with the conventional wet etching method or using a single chamber without a supply chamber (S7), Improved etch rates have been shown using etch chemicals in two chamber etch systems within critical carbon dioxide.

상기 에칭 및 세정 공정이 수행된 결과물을 전자현미경으로 관찰하여 웨이퍼 표면에 잔존하는 상기 에칭 잔여물이 완전히 제거된 것을 확인 할 수 있었으며, 잔 여물에 대한 IR 과 NMR 분석 스펙트럼에서 어떠한 유기화합물 피크도 나타나지 않았다. The results of the etching and cleaning processes were observed under an electron microscope to confirm that the etching residues remaining on the wafer surface were completely removed, and no organic compound peaks appeared in the IR and NMR spectra of the residues. Did.

본 발명에 의한 에칭 시스템 및 실리콘 산화막 에칭제와 에칭 잔류물 제거를 위한 방법 및 세정제는 초임계이산화탄소를 사용하여 실시된다. 초임계 유체의 높은 반응성 때문에, 본 발명에 따른 에칭 공정은 종래의 기술들에 비해 개선된 생산성을 갖는다. 또한, 초임계 유체의 낮은 표면 장력 및 세정용액의 에칭 잔류물 제거 효과를 통해, 본 발명은 디램 소자의 메모리 셀을 구성하는 캐패시터 제조 및 MEMS 라고 불리는 미소 구동체 등의 미소구조를 갖는 구조체의 제작에 적용할 수 있다.Etching systems and methods and cleaners for removing etch residues and silicon oxide film etchant in accordance with the present invention are carried out using supercritical carbon dioxide. Because of the high reactivity of the supercritical fluid, the etching process according to the present invention has improved productivity over conventional techniques. In addition, through the low surface tension of the supercritical fluid and the etching residue removal effect of the cleaning solution, the present invention provides the manufacture of capacitors constituting the memory cells of the DRAM device and the fabrication of a structure having a microstructure such as a micro driver body called MEMS. Applicable to

이하, 실시 예에 의해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하나, 이는 발명의 구성 및 효과를 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but this is for understanding the configuration and effects of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention.

실시 예 1Example 1

초임계이산화탄소를 이용한 기존의 에칭 방법은 에칭 용액과 초임계이산화탄소를 혼합시키는 공정이 불충분하였고, 따라서 높은 에칭 속도를 구현하지 못하였다. Conventional etching methods using supercritical carbon dioxide have been insufficient in the process of mixing the etching solution and the supercritical carbon dioxide, thus failing to realize a high etching rate.

본 발명에서 공정 챔버(S10)에서의 에칭 반응이 수행되기 이전에 공급 챔 버(S7)를 두고 상기 알코올을 에칭 용액의 제조에 첨가하여 충분한 HF2 - 에칭종을 만드는 공정을 모색하게 되었다. In the present invention, before the etching reaction in the process chamber (S10) is performed, the alcohol is added to the preparation of the etching solution with the supply chamber (S7) to find a process for making sufficient HF 2 - etching species.

도 4 는 본 발명의 상기 에칭 용액을 제조함에 있어 알코올의 첨가 필요성을 보여주는 그래프이다. 4 is a graph showing the necessity of adding alcohol in preparing the etching solution of the present invention.

본 실시 예에서 사용된 상기 에칭 용액은 불산과 피리딘이 70:30 부피 비율로 혼합된 용액과 메탄올, 에탄올, IPA, 부탄올, 피리딘을 각각 다시 1:5 부피 비율로 첨가하여 5종류의 에칭 용액을 제조하였다. 제조된 상기 에칭 용액은 용액 공급부(S5)를 통해 공급 챔버(S7)로 초임계이산화탄소 공급량에 대해 0.5wt% 의 양만큼 주입하고 40℃의 온도로 고정된 공급 챔버(S7)로 4000psi 의 압력으로 초임계이산화탄소를 주입한다. 상기 주입된 초임계이산화탄소 및 에칭 용액은 공급 챔버(S7)에서 10분 동안 HF2 - 이온을 충분히 만든다(E1). 미리 상기 TEOS 박막이 증착된 웨이퍼가 들어있는 공정 챔버(S10)로 상기 초임계이산화탄소 공급부(S2)에서부터 공급 챔버(S7)의 에칭 유체가 4000psi 만큼 공급될 수 있도록 공급 챔버(S7)와 공정 챔버(S10) 사이의 밸브(S8)로서 조정한다. 상기 에칭 유체의 공급 후 20분 동안 TEOS 박막에 대한 에칭을 수행(E2)하고 공급 챔버(S7)와 차폐한 체 순수 초임계이산화탄소를 5분 동안 초임계이산화탄소 공급부(S2)로부터 직접적으로 20ml/min으로 흘려주어 에칭 공정을 완료하였다(E3). In the etching solution used in the present embodiment, a solution in which hydrofluoric acid and pyridine were mixed at a volume ratio of 70:30, methanol, ethanol, IPA, butanol, and pyridine was added at a volume ratio of 1: 5, respectively, to add five types of etching solutions. Prepared. The prepared etching solution is injected into the supply chamber S7 through the solution supply part S5 by 0.5 wt% relative to the supercritical carbon dioxide supply and at a pressure of 4000 psi into the supply chamber S7 fixed at a temperature of 40 ° C. Inject supercritical carbon dioxide. The injected supercritical carbon dioxide and etching solution makes enough HF 2 ions for 10 minutes in the supply chamber S7 (E1). The supply chamber S7 and the process chamber (S7) so that the etching fluid of the supply chamber S7 may be supplied from the supercritical carbon dioxide supply unit S2 to the process chamber S10 containing the wafer on which the TEOS thin film is deposited in advance. It adjusts as valve S8 between S10). After the etching fluid is supplied, the TEOS thin film is etched for 20 minutes (E2), and the body pure supercritical carbon dioxide shielded with the supply chamber (S7) is 20 ml / min directly from the supercritical carbon dioxide supply (S2) for 5 minutes. Flow was completed to complete the etching process (E3).

상기 5종류의 에칭 용액에 대해 상기 에칭 공정을 수행한 결과, 도 4에서 나 타난 것과 같이 메탄올, 에탄올, IPA, 부탄올, 피리딘 순서로 에칭 속도가 빠른 것으로 조사되었다. 이것은 불산(Hydrous fluoric Acid, HF)에 대한 이온화 정도에 기인한 것으로 보인다. As a result of performing the above etching process on the five kinds of etching solutions, as shown in FIG. 4, the etching rates were found to be high in the order of methanol, ethanol, IPA, butanol, and pyridine. This seems to be due to the degree of ionization for hydrofluoric acid (HF).

본 발명으로 에칭 용액의 제조시 상기 알코올을 초임계이산화탄소 용매에 대해 5wt% 내지 20wt% 정도로 첨가하여 제조하고 공급 챔버(S7)를 사용해 적정 시간 동안 불산을 이온화시키는 단계(E1)를 도입하여 높은 에칭 성능을 얻을 수 있었다. In the present invention, the etching solution is prepared by adding about 5 wt% to 20 wt% of the alcohol in the supercritical carbon dioxide solvent and ionizing hydrofluoric acid for a suitable time using a supply chamber (S7). Performance was obtained.

실시 예 2Example 2

도 5(a) 는 본 발명의 상기 에칭 용액을 포함한 초임계이산화탄소를 용매로 상기 투 챔버 시스템 상에서 900nm 증착된 TEOS 단일 박막을 상기 에칭 공정을 통해 수행한 결과의 SEM 사진이다.Figure 5 (a) is a SEM image of the result of performing a 900 nm deposited TEOS single thin film on the two-chamber system with the supercritical carbon dioxide containing the etching solution of the present invention through the etching process.

도 5(a) 에서 웨이퍼 표면 상에 흰색의 작은 입자들이 잔류하는 것을 관측하였으며, 상기 에칭 잔여물은 에칭 과정에서 발생하는 SiF4 가 에칭액에 존재하는 피리딘과 반응하여 생성된 것으로 조사되었다. 생성된 상기 에칭 잔여물은 물 이외 대부분의 유기 용매에 불용인 것으로 나타났다.In FIG. 5A, small white particles were observed to remain on the wafer surface, and the etching residue was produced by reacting SiF 4 generated in the etching process with pyridine present in the etching solution. The resulting etch residue was found to be insoluble in most organic solvents other than water.

본 실시 예에서 수행된 에칭 공정은 실시 예1 의 에칭 단계와 동일하게 진행되었다. 사용된 에칭 용액은 불산과 피리딘이 70:30 부피 비율로 혼합된 용액과 메탄올을 다시 1:5 부피 비율로 첨가하여 제조하였고, 상기 에칭 용액은 용액 공급부(S5)를 통해 공급 챔버(S7)로 초임계이산화탄소 공급량에 대해 0.5wt% 의 양만큼 주입하고 40도의 온도로 고정된 공급 챔버(S7)로 4000psi 의 압력으로 초임계이산 화탄소를 주입한다. 상기 주입된 초임계이산화탄소 및 에칭 용액은 10분간 공급 챔버(S7)에서 충분히 혼합한 후, 상기 TEOS 박막이 증착된 웨이퍼가 들어있는 공정 챔버(S10)로 상기 초임계이산화탄소 공급부(S2)에서부터 공급 챔버(S7)의 에칭 유체가 4000psi 만큼 공급될 수 있도록 공급 챔버(S7)와 공정 챔버(S10) 사이의 밸브(S8)로서 조정한다. 상기 에칭 유체의 공급 후 20분 동안 TEOS 박막에 대한 에칭을 수행하고 공급 챔버(S7)와 차폐한 체 순수 초임계이산화탄소를 5분 동안 초임계이산화탄소 공급부(S2)로부터 직접적으로 20ml/min로 흘려주었다.The etching process performed in this embodiment was performed in the same manner as in the etching step of Example 1. The etching solution used was prepared by adding a mixture of hydrofluoric acid and pyridine in a 70:30 volume ratio and methanol in a 1: 5 volume ratio, and the etching solution was supplied to the supply chamber S7 through the solution supply part S5. Supercritical carbon dioxide is injected at a pressure of 4000 psi into the supply chamber S7 fixed at a temperature of 40 degrees and injected in an amount of 0.5 wt% relative to the supercritical carbon dioxide supply. The injected supercritical carbon dioxide and the etching solution are sufficiently mixed in the supply chamber (S7) for 10 minutes, and then the supply chamber from the supercritical carbon dioxide supply unit (S2) to the process chamber (S10) containing the wafer on which the TEOS thin film is deposited. It adjusts as the valve S8 between the supply chamber S7 and the process chamber S10 so that the etching fluid of S7 may be supplied by 4000psi. After the etching fluid was supplied for 20 minutes, the TEOS thin film was etched, and the supply chamber S7 and the shielded sieve pure supercritical carbon dioxide were flowed directly from the supercritical carbon dioxide supply unit S2 at 20 ml / min for 5 minutes. .

도 5(b) 는 도 5(a) 결과를 얻은 후 상기 세정 공정을 적용한 결과이다. 상기 세정 공정에서 제 1 세정 공정을 수행하기 위해, bis(2-methoxyethyl)ether 를 초임계이산화탄소 용매에 대해 10wt% 만큼 용해 시킨 세정 유체를 공급 챔버(S7) 내에서 제조한다. 상기 세정 유체는 초임계이산화탄소 공급부(S2)로부터 4000psi로 가압하고 상기 에칭 잔여물이 웨이퍼 표면에 생성되어 있는 공정 챔버(S10)와의 개폐를 통해 유동성을 갖게 된다. 10ml/min의 속도로 상기 세정 유체는 10분 동안 지속적으로 공정 챔버(S10)를 통해 배출구(S11)로 방출되면서 세정 효과를 가지게 된다. 제 2 세정 공정을 수행하기 위해, 상기 제 1세정 공정이 완료된 후 순수 초임계이산화탄소를 공급 챔버(S7)를 거치지 않고 직접적으로 공정 챔버(S10)로 5분 동안 20ml/min로 흘려주어 공정을 완료한다. FIG. 5 (b) shows the result of applying the cleaning process after obtaining the result of FIG. 5 (a). In order to perform the first cleaning process in the cleaning process, a cleaning fluid in which bis (2-methoxyethyl) ether is dissolved by 10wt% with respect to the supercritical carbon dioxide solvent is prepared in the supply chamber S7. The cleaning fluid is pressurized to 4000 psi from the supercritical carbon dioxide supply S2 and has fluidity through opening and closing with the process chamber S10 in which the etching residue is generated on the wafer surface. The cleaning fluid is discharged through the process chamber (S10) to the outlet (S11) for 10 minutes at a rate of 10ml / min to have a cleaning effect. In order to perform the second cleaning process, after the first cleaning process is completed, the pure supercritical carbon dioxide is flowed directly to the process chamber S10 at 20 ml / min for 5 minutes without passing through the supply chamber S7 to complete the process. do.

도 5(b)의 결과를 통해 상기 bis(2-methoxyethyl)ether를 포함한 세정 용액을 이용한 상기 세정 공정으로 100 % 에 가까운 에칭 부산물 제거 능력을 얻을 수 있었다. Through the results of FIG. 5 (b), the cleaning process using the cleaning solution containing the bis (2-methoxyethyl) ether was able to obtain almost 100% of the etching byproducts.

도 1은 이산화탄소의 상 다이어그램(phase diagram)이다.1 is a phase diagram of carbon dioxide.

도 2는 본 발명에 따른 두개의 챔버 시스템을 설명하기 위한 에칭 장치의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of an etching apparatus for describing two chamber systems according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 에칭 방법 및 세정 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.3 is a process flowchart for explaining an etching method and a cleaning method according to the present invention.

도 4는 본 발명 두개의 챔버 시스템에서 알코올 조용매 첨가에 따른 에칭 성능 향상을 설명하기 위한 에칭 속도 그래프이다.4 is an etching rate graph illustrating the etching performance improvement according to the alcohol co-solvent addition in the two chamber system of the present invention.

도 5(a)와 5(b)는 본 발명의 세정 약품의 에칭 잔여물의 세정 효과를 설명하기 위한 전자현미경 사진이다.5 (a) and 5 (b) are electron micrographs for explaining the cleaning effect of the etching residue of the cleaning chemical of the present invention.

*도 2의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of Figure 2 *

S1: 이산화탄소 저장탱크, S2: ISCO 실린지 펌프(초임계이산화탄소 공급부), S3: 역류방지 밸브, S4: 3way 밸브, S5: 에칭 및 세정 약품 공급부, S6: 교반기, S7: 공급 챔버, S8: 3way 밸브, S9: 온도제어수단, S10: 공정 챔버, S11: 배출부, S12: 열선S1: carbon dioxide storage tank, S2: ISCO syringe pump (supercritical carbon dioxide supply), S3: non-return valve, S4: 3way valve, S5: etching and cleaning chemical supply, S6: agitator, S7: supply chamber, S8: 3way Valve, S9: temperature control means, S10: process chamber, S11: outlet, S12: hot wire

Claims (13)

디램 소자의 메모리 셀을 구성하는 캐패시터 제조 및 MEMS 라고 불리는 미소 구동체 등의 미소구조를 갖는 구조체의 제작에 있어서, 희생막을 형성하는 단계; 에칭 약품(etching chemical)이 용해된 초임계이산화탄소를 사용하여, 상기 희생막을 에칭하는 단계; 및 상기 에칭 약품의 반응으로부터 생성되는 에칭 잔여물을 제거하는 단계로 nitromethane, bis(2-methoxyethyl)ether 중 적어도 하나를 반드시 포함하는 초임계이산화탄소를 사용하여 상기 희생막이 에칭된 결과물을 세정하는 제 1 세정 단계; 및 초임계이산화탄소 만을 사용하여, 상기 제 1 세정 단계가 실시된 결과물을 세정하는 제 2 세정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭방법.A method of fabricating a capacitor constituting a memory cell of a DRAM device and fabricating a structure having a microstructure such as a micro driver body called MEMS, the method comprising: forming a sacrificial film; Etching the sacrificial layer using supercritical carbon dioxide in which an etching chemical is dissolved; And removing the etching residues generated from the reaction of the etching chemicals, and cleaning the resulting product of etching the sacrificial layer by using supercritical carbon dioxide which necessarily includes at least one of nitromethane and bis (2-methoxyethyl) ether. Washing step; And a second cleaning step of cleaning the resultant of the first cleaning step using only supercritical carbon dioxide. 제 1항에 있어서, 상기 희생막을 에칭하는 단계 및 상기 에칭 잔여물을 제거하는 단계는 두개의 챔버 시스템을 이용하고, 동일한 공정 챔버 내에서, 이산화탄소의 임계점 이상의 조건으로, 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The method of claim 1, wherein etching the sacrificial film and removing the etch residue are carried out continuously using two chamber systems, in a same process chamber, under conditions above a critical point of carbon dioxide. Etching method. 제 2 항에 있어서, 상기 희생막을 에칭하는 단계는 31.1℃ 내지 100℃의 온도 범위와 1085 psi 내지 5000 psi의 압력 범위에서 실시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method of claim 2, wherein the etching of the sacrificial layer is performed at a temperature range of 31.1 ° C. to 100 ° C. and a pressure range of 1085 psi to 5000 psi. 제 2 항에 있어서, 상기 에칭 잔여물을 제거하는 단계는 31.1℃ 내지 100℃의 온도 범위와 1085 psi 내지 5000 psi의 압력 범위에서 실시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The method of claim 2, wherein removing the etch residue is performed at a temperature range of 31.1 ° C. to 100 ° C. and a pressure range of 1085 psi to 5000 psi. 제 1 항에 있어서, 상기 희생막은 MEMS 제조 및 DRAM 캐패시터의 제조 시 구조체를 형성하기 위해 사용되는 실리콘 산화막으로 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate), BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass), 및 열산화 SiO2막(Thermal SiO2)를 포함하는 실리콘 산화막들 중의 한가지이고, 상기 에칭 약품은 불소 화합물(fluoride)과 조용매(co-solvent)를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.2. The silicon oxide film of claim 1, wherein the sacrificial film is a silicon oxide film used to form a structure in a MEMS fabrication and a DRAM capacitor fabrication, and is formed of Tetra Ethyl Ortho Silicate (TEOS), Boro-Phospho Silicate Glass (BPSG), and a thermally oxidized SiO 2 film. One of the silicon oxide films containing (Thermal SiO 2 ), wherein the etching agent comprises both a fluoride and a co-solvent. 제 5항에 있어서, 상기 불소 화합물은 불산(Hydrofluoric Acid, HF), 플루오르화 수소 에테르(Hydro Fluoro Ether, HFE), Poly[4-vinylpyridinium poly(hydrogen fluoride), Hydrogen fluoride 2,4,6-trimethylpyridine 및 플루오루화 암모늄(Ammonium Fluoride, NH4F)중의 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The method of claim 5, wherein the fluorine compound is hydrofluoric acid (Hydrofluoric Acid (HF), hydrofluoric ether (Hydro Fluoro Ether, HFE), Poly [4-vinylpyridinium poly (hydrogen fluoride), Hydrogen fluoride 2,4,6-trimethylpyridine And ammonium fluoride (Ammonium Fluoride, NH 4 F). 제 5항에 있어서, 조용매는 피리딘(pyridine, C5H5N)과 알코올을 반드시 포함하며, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, IPA(Iso Propyl Alcohol) 및 프로판올 중의 적어도 한가지인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.6. The method of claim 5, wherein the cosolvent necessarily comprises pyridine (C 5 H 5 N) and an alcohol, wherein the alcohol is at least one of methanol, ethanol, Iso Propyl Alcohol (IPA) and propanol. . 제 5 항에 있어서, 상기 희생막을 에칭하는 단계는 상기 불소화합물 및 상기 조용매의 혼합물 중의 한가지가 0.01 내지 10 wt%로 용해된 상기 초임계이산화탄소를 사용하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method as claimed in claim 5, wherein the etching of the sacrificial film uses the supercritical carbon dioxide in which one of the mixture of the fluorine compound and the co-solvent is dissolved at 0.01 to 10 wt%. 청구항 1항에 있어서, 상기 제 1 세정 단계에서 사용되는 nitromethane 또는 bis(2-methoxyethyl)ether는 초임계이산화탄소에 5 내지 20 wt%로 용해되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method according to claim 1, wherein the nitromethane or bis (2-methoxyethyl) ether used in the first cleaning step is dissolved at 5 to 20 wt% in supercritical carbon dioxide. 청구항 1항에 있어서, 제 1 세정 단계에서 사용되는 nitromethane 또는 bis(2-methoxyethyl)ether와 함께 알코올을 첨가하여 세정력을 향상시키는 에칭 방법.The etching method according to claim 1, wherein alcohol is added together with nitromethane or bis (2-methoxyethyl) ether used in the first cleaning step to improve cleaning power. 청구항 10항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, IPA(Iso Propyl Alcohol) 및 프로판올 중의 적어도 한가지인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The method of claim 10, wherein the alcohol is at least one of methanol, ethanol, Iso Propyl Alcohol (IPA) and propanol. 청구항 10항에 있어서, 상기 알코올은 초임계이산화탄소에 1 내지 10 wt%로 용해되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The etching method according to claim 10, wherein the alcohol is dissolved in supercritical carbon dioxide at 1 to 10 wt%. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005183749A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Sony Corp Method for manufacturing structure, and silicon oxide film etching agent
KR100837325B1 (en) * 2006-05-24 2008-06-11 삼성전자주식회사 Etching, Cleaning and Drying Methods Using Supercritical Fluid And Chamber Systems For These Processes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183749A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Sony Corp Method for manufacturing structure, and silicon oxide film etching agent
KR100837325B1 (en) * 2006-05-24 2008-06-11 삼성전자주식회사 Etching, Cleaning and Drying Methods Using Supercritical Fluid And Chamber Systems For These Processes

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