KR101544827B1 - 세정 조성물 및 세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염, 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매, 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 펜에틸아민, 및 물을 함유하는 세정 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 세정 조성물 및 세정방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 제조공정에 사용되는 세정 조성물 및 세정방법에 관한 것이다.
초대형 집적회로(VLSI) 제조공정에서, 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing，CMP) 공정은 웨이퍼 표면의 광역 평탄화(global planarization)을 제공할 수 있고, 특히, 반도체 제조 공정이 초미세(sub-micron) 영역에 진입한 후 화학적 기계적 연마법은 더욱더 필요한 기술이다.
CMP공정에서의 모든 측정효율 항목에서 결함의 존재 여부가 중요한 항목 중의 하나이다. 화학적 기계적 연마 공정에서의 결함은 유기 잔여물, 작은 과립, 미세한 긁힘 및 부식 등을 포함한다. 예를 들어, 세정 단계에서 연마에 의해 연마패드 또는 웨이퍼 상에 발생한 잔여물 또는 흔적 등 오염물을 깨끗하게 세정하지 않으면 연마패드의 효능이 떨어지고, 막층 제거율의 균일성에 영향을 줄 수 있으며 소자의 전기적 효능에 영향을 줄 수도 있다.
종래의 기술에서는, 예를 들어, 수산화테트라메틸암모늄(TMAH)을 함유하는 세정액을 사용하여 웨이퍼 표면의 오염물질을 제거하는 효과를 달성하였다. 그러나, 수산화테트라메틸암모늄이 독성이 있어 조작할 때 위험이 존재한다. 따라서, 웨이퍼 표면의 잔류 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 웨이퍼 표면의 평탄성 및 조작 상의 안전성을 유지할 수 있는 세정액이 필요하다.
본 발명은 습윤능력 및 세정 효과가 우수한 세정 조성물을 제공한다.
본 발명은 세정을 마친 웨이퍼가 양호한 표면 형상을 갖도록 하는 세정방법을 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염; 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매; 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 펜에틸아민; 및 물을 포함하는 세정 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리아미노폴리카복실산은 예를 들어 트리아민 펜타아세트산(triamine pentaacetic acid)이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 트리아민 펜타아세트산은 예를 들어, 에틸렌 트리아민 펜타아세트산（ethylene triamine pentaacetic acid）, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(diethylene triamine pentaacetic acid） 및 트리에틸렌 트리아민 펜타아세트산（triethylene triamine pentaacetic acid）으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리아미노폴리카복실산의 염은 예를 들어 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염의 함유량은 예를 들어 0.001 중량% ~ 10 중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 용매는 예를 들어, 2-메톡시에탄올（2-methoxyethanol）, 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol), 2-프로폭시에탄올(2-propoxyethanol), 2-이소프로폭시에탄올（2-isopropoxyethanol）, 2-부톡시에탄올（2-butoxyethanol）, 2-페녹시에탄올（2-phenoxyethanol）, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올（2-(2-methoxyethoxy)ethanol）, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올（2-(2-ethoxyethoxy)ethanol）, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올（2-(2-butoxyethoxy)ethanol）, 2-이소부톡시에탄올（2-isobutoxyethanol）, 1,2-프로필렌 글리콜（1,2-propylene glycol）, 1,3-프로필렌 글리콜（1,3-propylene glycol）, 디에틸렌 글리콜（diethylene glycol）, 트리에틸렌 글리콜（triethylene glycol）, 1,4-부탄디올（1,4-butanediol）, 1,5-펜탄디올（1,5-pentanediol）, 1,6-헥산디올（1,6-hexanediol）, 1,7-헵탄디올（1,7-heptanediol）, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올（2,3-dimethyl-2,3-butanediol） 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 용매의 함유량은 예를 들어 0.001 중량% ~ 10 중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 치환 또는 비치환된 펜에틸아민은 화학식(1)로 나타내는 화합물을 포함한다.
화학식(1)
식 중, R2, R3, R4, R5, Rα, Rβ 및 RN은 각각 독립적으로 수소원자, 수산기, 알킬기 또는 히드록시 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 치환 또는 비치환된 펜에틸아민의 함유량은 예를 들어 0.001 중량% ~ 10 중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 물의 함유량은 예를 들어 70 중량% ~ 99.997 중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정 조성물의 pH값은 예를 들어 8 ~ 12이다.
본 발명은 상기 세정 조성물을 사용하여 웨이퍼를 세정하는 세정방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정방법이 화학적 기계적 연마를 거친 상기 웨이퍼를 세정하는 것을 더 포함한다.
따라서, 본 발명이 제공하는 세정 조성물은 양호한 습윤능력 및 세정 효과를 가진다. 그 외에, 본 발명이 제공하는 세정방법은 상기 제공한 세정 조성물을 사용하여 웨이퍼를 세정함으로써 세정을 거친 웨이퍼의 표면 거칠기가 낮고, 양호한 표면 형상을 가진다.
이하, 본 발명의 상기 특징 및 장점을 더 명확하고 쉽게 이해하기 위해 실시예과 도면을 결합하여 상세하게 설명한다.
본 실시예는 화학적 기계적 연마 등 반도체 제조공정을 거친 후 웨이퍼, 기판 및 연마패드 등 소자의 세정 과정에 적용되는 세정 조성물을 제공하며, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.
상기 세정 조성물은 적어도 하나의 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염과 적어도 하나의 용매와 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 펜에틸아민 및 물을 포함한다. 이하, 세정 조성물의 각 성분에 대해 상세하게 설명한다.
폴리아미노폴리카복실산은 예를 들어 트리아민 펜타아세트산이다. 트리아민 펜타아세트산은 예를 들어 에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 및 트리에틸렌 트리아민 펜타아세트산으로 이루어진 군에서 선택된다.
폴리아미노폴리카복실산의 염은 예를 들어 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택된다. 그 외에, 세정 조성물의 총중량에 대해 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염의 함유량은 예를 들어 0.001 중량% ~ 10 중량%이다. 일 실시예에서, 세정 조성물의 총중량에 대해 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염의 함유량은 예를 들어 0.15 중량%이다.
치환 또는 비치환된 펜에틸아민은 예를 들어 화학식(1)로 나타내는 화합물이다.
화학식(1)
식 중, R2, R3, R4, R5, Rα, Rβ 및 RN은 각각 독립적으로 수소원자, 수산기, 알킬기 또는 히드록시 알킬기이다. 그 외에, 세정 조성물의 총중량에 대해 치환 또는 비치환된 펜에틸아민의 함유량은 0.001 중량% ~ 10 중량%이다. 일 실시예에서, 치환 또는 비치환된 펜에틸아민의 함유량은 0.3 중량% ~ 1.8 중량%이다.
또한, 상기 폴리아미노폴리카복실산의 염 및 치환 또는 비치환된 펜에틸아민은 세정 조성물이 알칼리성을 가지게 할 수 있다. 일 실시예에서, 세정 조성물의 pH값은 8 ~ 12이다.
용매는 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 것이다. 상기 용매는 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-이소프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-페녹시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올, 2-이소부톡시에탄올, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된다. 또한, 세정 조성물의 총중량에 대해 용매의 함유량이 약 0.001 중량% ~ 10 중량%이다. 일 실시예에서, 세정 조성물의 총중량에 대해 용매의 함유량은 예를 들어 2 중량% ~ 5 중량%이다.
세정 조성물의 총중량에 대해 물의 함유량은 예를 들어 70 중량% ~ 99.997 중량%이다.
이하, 실험예를 통해 상기 실시예에서 제공한 세정 조성물을 이용하여 웨이퍼를 세정한 실험결과를 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실험예
샘플 1 내지 샘플 9의 세정 조성물의 조성성분, 중량비 및 pH값은 하기 표 1에 나타내는 바와 같다. 샘플 1과 샘플 4는 비교예이며, 샘플 1은 2-부톡시에탄올을 포함하지 않고, 샘플 4는 펜에틸아민을 포함하지 않는다. 또한, 샘플 1 내지 샘플 6의 세정 조성물은 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(diethylene triamine pentaacetic acid, DTPA), 2-부톡시에탄올, 펜에틸아민 및 물을 포함하며, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산을 폴리아미노폴리카복실산으로 하고, 2-부톡시에탄올을 용매로 한다. 또한, 샘플 7은 치환된 펜에틸아민을 사용한 것을 제외하고 샘플 1 내지 샘플 6과 동일한 성분으로 제조된다. 한편, 샘플 8과 샘플 9는 폴리아미노카복실산의 염을 사용한 것을 제외하고, 샘플 1 내지 샘플 6과 동일한 성분으로 제조된다.
| 샘플 | 성분 | pH값 | |||||
| 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 wt% |
디에틸렌 트리아민 펜타아세트산칼륨 wt% |
디에틸렌 트리아민 펜타아세트산암모늄 wt% |
2-부톡시에탄올 wt% |
펜에틸아민 wt% |
3,4-디히드록시펜에틸아민 wt% |
||
| 샘플1 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.5 | 0.0 | 10 |
| 샘플2 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 0.5 | 0.0 | 10 |
| 샘플3 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 5.0 | 0.5 | 0.0 | 10 |
| 샘플4 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 0.0 | 0.0 | 8.8 |
| 샘플5 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 0.3 | 0.0 | 9 |
| 샘플6 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 1.8 | 0.0 | 12 |
| 샘플7 | 0.15 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 0.0 | 0.6 | 10 |
| 샘플8 | 0.0 | 0.15 | 0.0 | 2.0 | 0.5 | 0.0 | 10 |
| 샘플9 | 0.0 | 0.0 | 0.15 | 2.0 | 0.5 | 0.0 | 10 |
(1) 습윤능력(wetting force) 테스트
정적드롭법(static sessile drop method)으로 샘플 1 내지 샘플 7의 세정 조성물의 습윤능력을 측정한다.
사용한 웨이퍼, 측정기기 및 실험방법은 다음과 같다.
웨이퍼: 8인치의 구리 코팅 웨이퍼, 구리의 두께는 5000Å이다. 8인치의 낮은 유전계수의 블랙 다이아몬드II(BD2) 코팅 웨이퍼.
측정기기: 접촉각 측정기(contact angle meter)
실험방법: 접촉각 측정기를 이용하여 샘플 1 내지 샘플 7의 세정 조성물의 구리 코팅 웨이퍼 및 BD2웨이퍼 상에서의 접촉각을 측정한다. 그 접촉각 측정결과는 표 2에 나타내는 바와 같다.
| 샘플 | 구리박막상의 접촉각 (도) |
BD2박막상의 접촉각 (도) |
| 샘플1 | 57.6 | 59.3 |
| 샘플2 | 41.3 | 51.2 |
| 샘플3 | 42.1 | 52.5 |
| 샘플4 | 52.5 | 55.3 |
| 샘플5 | 43 | 51.4 |
| 샘플6 | 42.3 | 52.3 |
| 샘플7 | 41.5 | 51.1 |
| 샘플8 | 41.4 | 51.1 |
| 샘플9 | 41.2 | 51.3 |
표 2에 의하면, 샘플 1 내지 샘플 3의 세정 조성물의 접촉각 측정결과로부터 2-부톡시에탄올을 함유하지 않은 샘플 1이 큰 접촉각을 가지며, 샘플 1에 비해, 샘플 2와 샘플 3은 각각 2 중량% 및 5 중량%의 2-부톡시에탄올을 함유하기 때문에, 샘플 2와 샘플 3은 비교적 작은 접촉각을 가지며, 따라서 습윤 능력이 비교적 우수하다. 그 외에, 2-부톡시에탄올의 함유량이 증가함에 따라 접촉각이 작아지고, 함유량이 2 중량%일 때 접촉각이 제일 작으며, 함유량이 계속 증가할 경우, 접촉각이 커진다. 또한, 샘플 2, 샘플 4 내지 샘플 6의 세정 조성물의 접촉각 측정결과로부터 펜에틸아민을 함유하지 않은 샘플 4의 접촉각이 크고, 펜에틸아민의 함유량이 증가함에 따라 접촉각이 작아지며, 함유량이 0.5 중량%일 때 접촉각이 제일 작고, 함유량이 계속 증가할 경우, 접촉각이 커지는 것을 알 수 있다. 그 외에, 치환된 펜에틸아민(3,4-디히드록시펜에틸아민)을 사용한 샘플 7의 세정 조성물의 접촉각도 매우 작고, 마찬가지로 습윤 능력이 비교적 우수하다. 그 외에, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 칼륨을 사용한 샘플 8 및 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 암모늄을 사용한 샘플 9의 세정 조성물의 접촉각도 매우 작으며, 마찬가지로, 습윤 능력이 비교적 우수하다.
상기에 근거해, 2-부톡시에탄올 함유량 2중량%는 접촉각 측정에서의 하나의 전환점이기 때문에 용매의 함유량을 2중량%로 높이면 구리박막 및 BD2박막 상에서의 세정 조성물의 습윤 능력을 높일 수 있다. 상기에 근거해, 펜에틸아민 함유량 0.5중량%는 접촉각 측정에서의 하나의 전환점이기 때문에 펜에틸아민의 함유량을 0.5 중량%로 높이면 구리박막 및 BD2박막 상에서의 세정 조성물의 습윤 능력을 높일 수 있다. 따라서, 용매와 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용한 세정 조성물이 웨이퍼에 대한 습윤 능력이 비교적 양호하기 때문에 웨이퍼를 효과적으로 세정할 수 있다. 그 외에, 상기에 근거해, 용매와 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용할 경우, 폴리아미노폴리카복실산염을 사용한 세정 조성물이 웨이퍼에 대해서도 비교적 양호한 습윤 능력을 가지기 때문에 웨이퍼를 효과적으로 세정할 수 있다.
(2) 구리 표면 거칠기 테스트
사용한 웨이퍼, 측정기기 및 실험방법은 다음과 같다.
웨이퍼: 8인치의 패턴화 웨이퍼
연마액: 구리제조공정 연마액
측정기기: 원자력 현미경(atomic force microscopy，AFM)
실험방법: 먼저, 연마기계(Mirra, 제품명)를 이용하여 구리제조공정 연마액으로 패턴화 웨이퍼를 연마하여 구리박막 및 배리어 박막을 제거한다. 그 다음, CMP세정기(Ontrak, 제품명)를 이용하여 표 1의 샘플 1 내지 표 7의 세정 조성물로 200ml/분의 속도로 패턴화 웨이퍼를 지속적으로 50초간 2번 세정한 다음, 패턴화 웨이퍼를 회전시켜 건조한다. 그 다음, 원자력 현미경을 이용하여 패턴화 웨이퍼에 대해 0.18/0.18㎛ 선폭/선간격 위치에서 측정한 3개의 구리 표면 거칠기의 평균 값은 표 3에 나타낸 바와 같다.
| 샘플 | 1차 세정시간 (초) |
2차 세정시간 (초) |
구리표면 거칠기 (Å) |
| 샘플1 | 50 | 50 | 6.82 |
| 샘플2 | 50 | 50 | 4.42 |
| 샘플3 | 50 | 50 | 4.58 |
| 샘플4 | 50 | 50 | 5.7 |
| 샘플5 | 50 | 50 | 4.51 |
| 샘플6 | 50 | 50 | 4.47 |
| 샘플7 | 50 | 50 | 4.4 |
| 샘플8 | 50 | 50 | 4.43 |
| 샘플9 | 50 | 50 | 4.41 |
표 3에 의하면, 샘플 1 내지 샘플 3의 세정 조성물을 사용하여 얻은 구리 표면 거칠기 측정결과로부터 웨이퍼가 높은 거칠기를 가지도록 2-부톡시에탄올을 함유하지 않은 샘플 1로 세정하고, 샘플 1에 비해 샘플 2와 샘플 3이 각각 2 중량% 및 5 중량%의 2-부톡시에탄올을 함유하기 때문에 샘플 2와 샘플 3을 사용하면 거칠기가 비교적 낮고, 따라서 비교적 양호한 웨이퍼 형상을 가지는 것을 알 수 있다. 그 외에, 2-부톡시에탄올의 함유량이 증가함에 따라 웨이퍼의 표면 거칠기가 낮아지고, 함유량이 2 중량%일 때 거칠기가 가장 낮으며, 함유량이 계속하여 증가할 경우 거칠기가 높아진다. 또한, 샘플 2, 샘플 4 내지 샘플 6의 세정 조성물을 사용하여 얻은 구리 표면 거칠기의 측정결과로부터 웨이퍼가 높은 거칠기를 가지도록 펜에틸아민을 함유하지 않는 샘플 4로 세정하고, 펜에틸아민의 함유량이 증가함에 따라 거칠기가 낮아지고, 함유량이 0.5 중량%일 때 거칠기가 제일 낮고, 함유량이 계속 증가할 경우 거칠기가 높아진다. 그 외에, 3,4-디히드록시펜에틸아민을 함유한 샘플 7의 세정 조성물로 세정하여도 마찬가지로 웨이퍼 표면 거칠기가 낮아진다. 한편, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 칼륨을 함유한 샘플 8 및 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 암모늄을 함유한 샘플 9의 세정 조성물로 세정하여도 웨이퍼 표면의 거칠기가 낮아진다.
상기에 근거해, 2 중량%의 2-부톡시에탄올 및 0.5 중량%의 펜에틸아민을 함유한 샘플 2를 사용하여 웨이퍼를 세정하여 구리 표면 거칠기가 제일 낮은 웨이퍼를 얻고, 2 중량%의 2-부톡시에탄올 및 0.6 중량%의 3,4-디히드록시펜에틸아민을 함유한 샘플 7을 사용하여도 양호한 구리 표면 거칠기를 얻는다. 따라서, 웨이퍼 표면 형상이 개선될 수 있도록 용매와 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용한 세정 조성물로 세정한다. 또한, 상기에 근거해, 용매와 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용한 경우, 마찬가지로 웨이퍼 표면 형상이 개선될 수 있도록 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 칼륨 또는 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 암모늄을 함유한 세정 조성물을 사용하여 세정한다.
(3) 유기 잔여물 테스트
사용한 웨이퍼, 측정기기 및 실험방법은 다음과 같다.
웨이퍼: 구리 웨이퍼
시제: 1wt% 벤조트리아졸(benzotriazole, BTA) 용액
측정기기: 비행시간형 2차이온 질량분광법（time-of-flight secondary ion mass spectrometry，ToF-SIMS）
실험방법: 먼저, 건조한 구리 웨이퍼를 1wt%의 벤조트리아졸 용액에 10분간 침지하여 웨이퍼의 구리 박막에 예를 들어 CuC6H5N3, CuOC6H5N3 및 CuC12H8N6 등 대량의 Cu-BTA유기물질을 생성한다. 그 다음, 비행시간형 2차이온 질량분광법을 이용하여 표면에 Cu-BTA유기물질을 함유한 구리 웨이퍼에 대해 유기물질 농도를 측정한다. 그 다음, 상기 웨이퍼를 표 1의 샘플 1 내지 샘플 7의 세정 조성물로 세척한 후 다시 비행시간형 2차이온 질량분광법으로 처리를 한 웨이퍼에 대해 Cu-BTA유기물질의 농도를 측정한다. 세정효율은 세정 전의 농도 값에서 세정 후의 농도값을 뺀 값 대비 세정 전의 농도값의 비로 정의된다. 각 샘플의 각 물질의 세정 효과를 계산한 결과는 표 4에 나타내는 바와 같다.
| 샘플 | 유기 잔여물 세정효과 (%) | |||
| C6H4N3 | CuC6H5N3 | CuOC6H5N3 | CuC12H8N6 | |
| 샘플1 | 70.1 | 62.5 | 58.6 | 85.4 |
| 샘플2 | 90.5 | 95.4 | 99.5 | 99.1 |
| 샘플3 | 90.1 | 95.0 | 98.0 | 98.8 |
| 샘플4 | 79.1 | 80.5 | 74.2 | 85.6 |
| 샘플5 | 87.9 | 90.2 | 88.7 | 93.4 |
| 샘플6 | 90.3 | 95.0 | 99.0 | 98.9 |
| 샘플7 | 90.4 | 95.7 | 99.7 | 99.0 |
| 샘플8 | 90.4 | 95.4 | 99.5 | 99.2 |
| 샘플9 | 90.5 | 95.5 | 99.4 | 99.1 |
표 4에 의하면, 샘플 1 내지 샘플 3의 세정 조성물을 사용하여 얻은 결과로부터 2-부톡시에탄올을 함유하지 않은 샘플 1로 세정하면 유기 잔여물에 대한 세정 효과가 낮고, 샘플 1에 비해, 샘플 2와 샘플 3이 각각 2 중량% 및 5 중량%의 2-부톡시에탄올을 함유하기 때문에 샘플 2와 샘플 3을 사용하면 비교적 양호한 세정 효과가 얻어진다. 그 외에, 2-부톡시에탄올의 함유량이 증가함에 따라 유기 잔여물의 세정 효과가 높아지고, 함유량이 2 중량%일 때 가장 양호한 세정 효과가 얻어지며, 함유량이 계속 증가할 경우, 세정 효과가 낮아지는 것을 알 수 있다. 또한, 샘플 2, 샘플 4 내지 샘플 6을 사용한 세정 조성물을 사용하여 얻은 결과로부터, 펜에틸아민을 함유하지 않은 샘플 4로 세정하면 유기 잔여물에 대한 세정 효과가 낮고, 펜에틸아민의 함유량이 증가함에 따라 세정 효과가 높아지고, 함유량이 0.5 중량%일 때 가장 양호한 세정 효과가 얻어지며, 함유량이 계속 증가할 경우, 세정 효과가 낮아지는 것을 알 수 있다. 그 외에, 3,4-디히드록시펜에틸아민을 함유한 샘플 7의 세정 조성물로 웨이퍼를 세정하면 마찬가지로 비교적 양호한 유기 잔여물 세정 효과를 얻을 수 있다. 한편, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 칼륨을 함유한 샘플 8 및 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 암모늄을 함유한 샘플 9의 세정 조성물로 웨이퍼를 세정해도 비교적 양호한 유기 잔여물 세정 효과를 얻을 수 있다.
상기에 근거해, 2 중량%의 2-부톡시에탄올 및 0.5 중량%의 펜에틸아민을 함유한 샘플 2를 사용하여 웨이퍼를 세정하면 가장 바람직한 유기 잔여물 제거 효과를 얻고, 2 중량%의 2-부톡시에탄올 및 0.6 중량%의 3,4-디히드록시펜에틸아민을 함유한 샘플 7을 사용하여도 비교적 양호한 유기 잔여물 제거 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 용매 및 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용한 세정 조성물로 세정하면 유기 잔여물 세정 상승효과(synergic effect)를 달성할 수 있다. 또한, 상기에 근거해, 용매 및 치환 또는 비치환된 펜에틸아민을 함께 사용한 경우, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 칼륨 또는 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 암모늄을 함유한 세정 조성물을 사용하여 세정하여도 유기 잔여물 세정 상승 효과를 달성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 실시예에서 제공한 세정 조성물 및 세정방법은 CMP 후의 웨이퍼에 대해 비교적 양호한 습윤 능력과 세정 효과를 가지며, 웨이퍼 상의 잔여물을 효과적으로 제거하여 세정 후의 웨이퍼가 낮은 표면 거칠기를 갖도록 한다. 그 외에, 세정 조성물이 알칼리성을 가질 경우, 웨이퍼를 손상시키는 일 없이 효과적으로 세정할 수 있다. 또한, 세정 조성물이 수산화테트라메틸암모늄을 함유하지 않기 때문에 세정 처리 시의 위험성을 방지할 수 있다.
이상, 실시예를 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 기술영역에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 변동 및 수정 가능하며, 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 적어도 하나의 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염;
글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 용매;
적어도 하나의 치환 또는 비치환된 펜에틸아민; 및
물을 포함하는, 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아미노폴리카복실산이 트리아민 펜타아세트산(triamine pentaacetic acid)인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 트리아민 펜타아세트산이 에틸렌 트리아민 펜타아세트산（ethylene triamine pentaacetic acid）, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(diethylene triamine pentaacetic acid） 및 트리에틸렌 트리아민 펜타아세트산（triethylene triamine pentaacetic acid）으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아미노폴리카복실산의 염이 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 및 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 폴리아미노폴리카복실산 또는 그 염의 함유량이 0.001 중량% ~ 10 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 용매가 2-메톡시에탄올（2-methoxyethanol）, 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol), 2-프로폭시에탄올(2-propoxyethanol), 2-이소프로폭시에탄올（2-isopropoxyethanol）, 2-부톡시에탄올（2-butoxyethanol）, 2-페녹시에탄올（2-phenoxyethanol）, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올（2-(2-methoxyethoxy)ethanol）, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올（2-(2-ethoxyethoxy)ethanol）, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올（2-(2-butoxyethoxy)ethanol）, 2-이소부톡시에탄올（2-isobutoxyethanol）, 1,2-프로필렌 글리콜（1,2-propylene glycol）, 1,3-프로필렌 글리콜（1,3-propylene glycol）, 디에틸렌 글리콜（diethylene glycol）, 트리에틸렌 글리콜（triethylene glycol）, 1,4-부탄디올（1,4-butanediol）, 1,5-펜탄디올（1,5-pentanediol）, 1,6-헥산디올（1,6-hexanediol）, 1,7-헵탄디올（1,7-heptanediol）, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올（2,3-dimethyl-2,3-butanediol） 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 용매의 함유량이 0.001 중량% ~ 10 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 치환 또는 비치환된 펜에틸아민이 화학식(1)로 나타내는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
화학식(1)
식 중, R2, R3, R4, R5, Rα, Rβ 및 RN은 각각 독립적으로 수소원자, 수산기, 알킬기 또는 히드록시 알킬기이다.
- 제1항에 있어서,
상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 치환 또는 비치환된 펜에틸아민의 함유량이 0.001 중량% ~ 10 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 세정 조성물의 총중량에 대해 상기 물의 함유량이 70 중량% ~ 99.997 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 세정 조성물의 pH값이 8 ~ 12인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 세정 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 반도체 제조 공정용 세정 조성물을 사용하여 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 제12항에 있어서,
상기 웨이퍼가 화학적 기계적 연마를 거친 것을 특징으로 하는 세정방법.
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