KR102023219B1 - 웨이퍼-형상 물체의 처리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
웨이퍼-형상 물체의 처리를 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102023219B1 KR102023219B1 KR1020147014147A KR20147014147A KR102023219B1 KR 102023219 B1 KR102023219 B1 KR 102023219B1 KR 1020147014147 A KR1020147014147 A KR 1020147014147A KR 20147014147 A KR20147014147 A KR 20147014147A KR 102023219 B1 KR102023219 B1 KR 102023219B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rinse solution
- base
- solution
- deionized water
- spin chuck
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 52
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 26
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 2
- 239000012487 rinsing solution Substances 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical class NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical class CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N cobalt tungsten Chemical compound [Co].[W] JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical class CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical class CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013766 direct food additive Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 for example Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- LLPOLZWFYMWNKH-CMKMFDCUSA-N hydrocodone Chemical compound C([C@H]1[C@H](N(CC[C@@]112)C)C3)CC(=O)[C@@H]1OC1=C2C3=CC=C1OC LLPOLZWFYMWNKH-CMKMFDCUSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N nickel platinum Chemical compound [Ni].[Pt] PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/02—Inorganic compounds
- C11D7/04—Water-soluble compounds
- C11D7/06—Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/22—Organic compounds
- C11D7/32—Organic compounds containing nitrogen
- C11D7/3209—Amines or imines with one to four nitrogen atoms; Quaternized amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
물체 표면을 처리하는 방법 및 장치에서, 개선된 린스 용액은 노출된 금속을 포함한 표면의 특정 유형의 손상을 피하면서 정전기 축적을 예방한다. 일 실시예에서, 코발트, 니켈 및 백금을 적어도 하나를 포함하는 구조물을 갖는 반도체 웨이퍼가 스핀 척상에서 회전하고, 린스 용액이 웨이퍼 표면상에 분사된다. 린스 용액은 화학식 I의 묽은 염기 수용액이고, 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 수소 및 C1 - 4알킬로부터 독립적으로 선택된다. 염기는 100℃ 미만의 비점을 갖고, 린스 용액은 8 내지 10 범위의 pH를 갖는다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 물체의 표면을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼는 집적 회로의 제조 동안 다양한 습식 처리 단계를 겪는다. 일반적으로, 웨이퍼는 주어진 화학적 조성물을 이용하여 습식 처리 단계 후에, 상이한 화학적 조성물을 이용하는 후속 습식 처리 단계를 시작하기 전에, 반드시 린싱 및 건조되어야 한다.
그러나, 린싱 처리는 웨이퍼 표면상에 형성된 극미세 구조물에 손상을 일으키지 않을 정도로 반드시 제어되어야 한다. 예를 들어, 린스 용액의 표면 장력이 너무 높으면, 회전하는 웨이퍼 표면을 가로지르는 용액의 방사상 외향 이동이 패턴 붕괴 및 처리된 웨이퍼의 수율 감소를 가져올 수 있다.
탈 이온수가 린스 용액으로 사용되는 경우, 탈 이온수의 절연 특징은 웨이퍼 표면상에 정전기의 축적을 가져올 수 있다는 것 역시 알려져 있다. 정전기가 주어진 임계치 이상 축적되는 경우, 아크에 의해 방전되고, 이것은 웨이퍼 표면상에 형성된 구조에 손상을 줄 수 있고, 결과적으로 웨이퍼 수율을 감소시킬 수 있다. 이러한 문제에 대한 종래의 대응은 탈 이온수에 용해된 이산화탄소를 포함하는 것이었고, 이것은 탈 이온수를 도전성 있게 만들고 웨이퍼 표면상의 정전기 축적을 방지한다.
이러한 문제점들은 웨이퍼 지름이 증가함에 따라 웨이퍼 상에 형성된 디바이스 피처의 크기가 지속적으로 감소하면서 더 심각해지는 경향이다.
본 발명의 방법 및 장치는, 특정한 금속이나 금속을 함유한 물질을 포함하는 구조를 갖는 웨이퍼 상에서 사용되는 경우, 종래의 탈 이온수-이산화 탄소 용액이 원치 않는 물질 제거의 원인이 된다는 발명자들의 발견에 부분적으로 근거한다. 본 발명자는 저 비점 약 염기의 희석 수용액은 린싱 동안 이러한 금속 또는 금속함유 물질의 제거의 단점을 야기하지 않고 탈 이온 린스 용액에 원하는 도전성을 제공할 수 있다는 점을 더 발견하였다.
그러므로, 본 발명의 일 양태는 회전 축을 중심으로 스핀 척 상의 물체를 회전시키는 것을 포함하는, 물체 표면을 처리하는 방법에 관한 것이다. 물체는 코발트, 니켈, 구리 및 백금으로 이어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 재료를 포함하는 구조를 포함하는 회전 축에 대체로 수직인 표면을 포함한다. 린스 용액은 표면 상으로 분사된다. 린스 용액은 아래의 화학식의 염기 수용액을 포함하고,
여기서 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 수소 및 C1 - 4알킬로부터 독립적으로 선택된다.
염기는 또한 100℃ 미만의 비점을 갖고, 린스 용액은 8 내지 10 범위의 pH를 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 물체는 반도체 웨이퍼이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 물질은 적어도 하나의 금속 규화물이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 염기는 25℃ 및 101.325kPa 에서 기체이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 염기는 NH3이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, NH3 는 10-5 mol/L 내지 10-4 mol/L 의 농도로 존재한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 재료는 표면 상에 형성된 트랜지스터의 적어도 하나의 단자에 형성된 코발트 규화물 층이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 물체는 10 내지 2000 rpm, 바람직하게는 100 내지 1500 rpm, 보다 바람직하게는 500 내지 1000 rpm 의 속도로 회전된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 물체의 표면은 스핀 척에 떨어져 마주 (face away from) 한다.
본 발명의 다른 양태는 회전축을 중심으로 물체를 회전하도록 구성된 스핀 척을 포함하는, 물체 표면을 처리하기 위한 장치에 관한 것이고, 물체의 표면은 회전 축에 대해 일반적으로 수직으로 배향된다. 장치는 또한 린스 용액 공급 및 물체 표면 위에 린스 용액을 분사하도록 배치된 디스펜서 (dispenser) 를 포함한다. 린스 용액은 아래의 화학식의 염기 수용액을 포함하고,
여기서 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 수소 및 C1 - 4알킬로부터 독립적으로 선택된다.
염기는 또한 100℃ 미만의 비점을 갖고, 린스 용액은 8 내지 10 범위의 pH를 갖는다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 스핀 척은 반도체 웨이퍼의 단일 웨이퍼 처리를 위한 습식 처리 모듈에 포함된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 린스 용액 공급부는 보다 농축된 염기 수용액 및 탈 이온수 공급을 받는 상류 믹서로부터 공급된다. 믹서는 탈 이온수와 농축 염기 수용액을 린스용액을 생산하도록 결합한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 염기는 NH3이고, NH3 는 10-5 mol/L 내지 10-4 mol/L 의 농도로 존재한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 장치는 정전기 레벨를 검출하도록 장치 표면에 인접하게 배치된 센서와 센서 판독치에 응답하여 탈 이온수 및 농축 수용액의 비율을 변화시키는 마이크로컨트롤러를 더 포함한다.
본 발명의 방법 및 장치는 반도체 웨이퍼 상 사용에 제한되지 않고, 예를 들어 글라스 마스터 및 광학 디스크와 LCD 디스플레이 패널의 제조에 사용되는 머더 패널과 상술한 패널의 처리 동안 사용된 처리 챔버 표면 린싱과 같은 다른 재료의 표면 처리를 위한 어플리케이션을 가진다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 주어진 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 읽은 후 더욱 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 표면을 처리하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2 는 여러 린스 조성물물 각각에 대한 코발트 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 표면을 처리하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2 는 여러 린스 조성물물 각각에 대한 코발트 제거량을 나타내는 그래프이다.
반도체 디바이스 생산에서, 트랜지스터 말단, 즉, 소스 및 드레인 영역 및 게이트 전극에는 금속 규화물의 상부층이 공통으로 제공되는데, 이것의 목적은 말단에서의 접촉 저항을 줄이고 디바이스의 동작 속도를 증가시키기 위함이다. 최근, 코발트, 니켈, 백금 및 이들 금속의 합금이 이러한 구조에 특히 낮은 접촉 저항을 갖는 규화물을 형성하는 것으로 확인되었다.
마찬가지로 다마신 (damascene) 구리는 구리 배선이 알루미늄에 비해서 낮은 저항을 갖는 점을 고려하여 반도체 디바이스에의 상호 연결을 위한 알루미늄 배선을 광범위하게 대체하고 있다. 코발트 텅스텐 인화물 (cobalt tungsten phosphide)(CoWP) 의 무전 증착막 (Electrolessly deposited films) 은 진보된 BEOL (back end of thr line) 처리에서 구리의 전자이동을 방지하기 위해 구리 캡핑 층으로 사용된다.
도 1 에서, 지름 300 mm의 반도체 웨이퍼 (W) 는 단일 웨이퍼 습식 처리를 위해 주변 처리 챔버 (C) 에서 스핀 척 (1) 에 의해 홀딩된다. 본 실시예에서 린스 용액 디스펜서 (3) 는 자유로운 흐름으로 웨이퍼 상에 처리용액을 분배하도록 구성된 분배 노즐 (4) 과 분배 암 (arm)(5) 을 포함한다. 노즐 구멍 (orifice) 은 3 내지 300mm2, 바람직하게는 10 내지 100mm2 단면적을 갖는다.
도 1에서 도시되는 장치가 200mm 및 450mm 와 같은 목표된 직경의 웨이퍼를 홀딩하도록 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
린스 용액은 탈 이온수 공급부 (6) 로부터의 탈 이온수 (DI) 와, 염기 용액 공급부 (10) 로부터의 농축 염기 수용액을 조합하여 생성된다. 탈 이온수 및 농축 염기 수용액은 믹서 (8) 에서 혼합된다. 믹서 (8) 는 탈 이온수 및 염기 용액의 비율을 변화시켜, 린스 용액의 목표된 최종 염기 농도를 달성하고, 린스 용액의 목표된 pH를 유지한다.
도시된 실시예에서, 정전하 센서 (14) 는 웨이퍼 (W) 에 인접하여 위치하고, 그의 판독은 신호 라인 (16) 을 통해 믹서 (8) 로 공급되며. 이는 혼합된 컴포넌트의 비율을 조절한다. 예를 들어, 센서 (14) 가 미리 결정된 임계값을 초과하는 정전하의 레벨을 검출한다면, 믹서 (8) 는 축적된 정전기를 효과적으로 방출하도록 최종 린스 용액의 염기 농도를 증가시킬 것이다.
비록 센서 (14) 의 판독치가 믹서 (8) 에 공급되는 것으로 개략적으로 설명되지만, 실제로 판독치는 일반적으로 스핀 척 (1) 에 장착된 처리 모듈의 전반적인 동작을 제어하는 컴퓨터로 전송되며, 컴퓨터는 다시 그 판독치에 기초하여 믹서 (8) 를 제어하는 것이 이해될 것이다.
본 발명에 따른 린스 용액에 사용되는 염기는 암모니아 또는 저 알킬 아민 이고 하기 화학식으로 표현될 수 있다,
여기서 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 수소 및 C1 - 4알킬로부터 독립적으로 선택된다. 염기는 100℃ 미만의 비점을 갖는 상기 화학식의 화합물에 한정된다. 바람직하게는 염기는 25℃ 및 101.325kPa 에서 기체이다.
암모니아의 낮은 비점은 암모니아수가 웨이퍼에 분사될 때 잔류물이 웨이퍼 표면에 남지 않도록 돕기 때문에, 암모니아는 본 발명의 방법 및 장치에 사용하기에 가장 바람직한 염기이다.
이 경우, 공급부 (10) 는 예를 들어 (약 11.6의 pH를 갖는) 1M 암모니아 용액과 같은 농축된 암모니아 용액을 포함한다. 암모니아는 비교적 약 염기이므로, 수용액 내에서 완전히 양자화되지 않고, NH3 및 NH4 + 종 모두가 총 암모니아 함량 및 암모니아의 pKB 로서 공존할 것이다.
비록 암모니아는 본 발명의 린스 용액에 사용하기 위한 바람직한 염기이지만, 예를 들어 메틸 아민, 디에틸아민, 트리메틸아민 및 부틸아민의 네 개의 이성질체와 같은 다수의 저 알킬 아민도 염기도 및 휘발성 관점에서 적합한 특성을 갖는다.
최종 린스 용액이 8 내지 10 범위의 pH를 가지며, 바람직하게는 8.5 내지 9.53의 범위를 갖도록 염기 및 탈 이온수가 조합된다. 암모니아가 염기로 사용되는 경우, 암모니아는 8.85 내지 9.53 의 pH에 대응하는 10-5mol/L 내지 10-4mol/L의 농도로 린스 용액에 바람직하게 존재한다.
본 실시예에서 처리된 웨이퍼는 바람직하게는 코발트, 니켈, 구리 및 백금으로 지정된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 재료를 포함하는 구조를 포함한다. 이 경우에 금속은 금속 원소로서 존재할 수도 있고, 또는 대신 금속을 포함하는 염이나 화합물 형태로 존재할 수도 있는데 금속은 예를 들어 이온화된 형태일 수 있다. 이러한 화합물의 예로는, 예를 들어 코발트 규화물, 니켈-백금 규화물, 코발트 텅스텐 인화물 등과 같은 규화물 및 인화물이다.
노출된 코발트를 갖는 반도체 기판의 표면상의 린스 용액으로 사용하도록 희석 암모니아 수용액의 적합성을 확인하기 위해 실험이 수행되었다. 결과는 세로 좌표가 코발트 제거량이며 단위는 분당 옹스트롱 (즉, 에칭 속도) 이며 도 2에서 도시되며, 도 2 의 조성물 "a" 는 전용 탈 이온수 린스 암을 통해 분사된 통상의 탈 이온수 이며; 도 2 의 조성물 "b" 는 다목적 미디어 암을 통해 분사된 통상의 탈 이온수 이며; 도 2 의 조성물 "c" 는 다목적 미디어 암을 통해 분사된 탈 가스된 (degassified) 탈 이온수 이며; 도 2 의 조성물 "d" 는 용해된 CO2를 포함하는 탈 이온수 이며; 도 2 의 조성물 "e" 는 (부피 기준으로) 200,000 의 탈 이온수에 대해 1의 암모니아를 포함하는, 본 발명에 따른 린스 용액이며 및 도 2 의 조성물 "f" 는 (부피 기준으로) 500,000 의 탈 이온수에 대해 1의 암모니아를 포함하는, 본 발명에 따른 린스 용액이다.
도 2 도시된 바와 같이, 조성물 a 내지 c 는 코발트 상에서 낮은 에칭 속도를 나타내나, 이들 조성물은 도전성이 없으므로, 조성물은 웨이퍼 표면 및 분사된 린스 용액의 상대적 이동중에 발생하는 정전기 축적 문제를 해결할 수 없다.
조성물 "d" 는 종래의 탈 이온수가 정전기 축적을 충분히 처리하지만 용해된 이산화탄소 (DICO2) 를 갖는 코발트 상의 상당히 높은 에칭 속도를 대가로 그렇게 된다는 것을 보여준다.
반면에, 본 발명에 따른 조성물 "e" 및 "f"은 정전기 축적을 방지할 뿐만 아니라, 순수한 비 도전성 탈 이온수에 대하여 관찰된 것보다 훨씬 더 낮은 코발트 상의 현저하게 낮은 에칭 속도를 갖는다. 코발트 구조에서 얻은 결과는 본 출원의 문맥에서의 유사성의 관점에서, 니켈 및 백금의 규화물에서도 적용될 것으로 예상된다.
본 발명에 따른 린스 용액은 전술한 것과 같이 바람직하게는 탈 이온수 및 염기로 필수적으로 이루어지고, 따라서 코발트에 최소한의 애칭 작용을 가지면서, 웨이퍼 표면 도전성에 영향을 현저하게 주는 것을 포함하는, 세정 용액의 기능을 상당히 간섭하는 의도적 첨가물이 없다. 가장 바람직하게는, 린스 용액은 불가피한 불순물을 제외하고, 전술한 바와 같이 탈 이온수 및 염기만으로 구성된다.
Claims (15)
- 물체의 표면 처리 방법에 있어서,
회전 축을 중심으로 스핀 (spin) 척 상의 물체를 회전시키는 단계로서, 상기 물체는 상기 회전 축에 일반적으로 수직이며 코발트, 니켈, 구리 및 백금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 재료를 포함한 구조를 포함하는 표면을 포함하는, 상기 회전시키는 단계; 및
상기 표면 상으로 린스 용액을 분사하는 단계를 포함하며,
상기 린스 용액은 아래와 같은 화학식의 염기 수용액을 포함하며,
여기서 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 수소 및 C1-4 알킬로부터 독립적으로 선택되며, 상기 염기는 100 ℃ 미만의 비점을 갖고, 상기 린스 용액은 8 내지 10 범위의 pH를 갖는, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 물체는 반도체 웨이퍼인, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 재료는 규화물인, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 염기는 25 ℃ 및 101.325 kPa에서 기체인, 물체의 표면 처리 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 염기는 NH3인, 물체의 표면 처리 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 NH3는 10-5 mol/L 내지 10-4 mol/L의 농도로 상기 린스 용액에 존재하는, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 재료는 상기 표면 상에 형성된 트랜지스터들의 적어도 하나의 단자 상에 형성된 코발트 규화물 층인, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 물체는 10 내지 2000 rpm 의 속도로 회전되는, 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면은 상기 스핀 척으로부터 떨어져 마주하는 (face away from), 물체의 표면 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 린스 용액의 분사를 중단한 이후에 상기 스핀 척 상에서 상기 물체의 회전을 계속하는 단계를 더 포함하는, 물체의 표면 처리 방법. - 물체의 표면을 처리하는 장치에 있어서,
회전 축을 중심으로 물체를 회전시키도록 구성된 스핀 척으로서, 상기 물체의 표면은 상기 회전 축에 대해 수직으로 배향되는, 상기 스핀 척;
상기 물체의 상기 표면 상으로 린스 용액을 분사하도록 위치된 디스펜서; 및
린스 용액 공급부를 포함하고,
상기 린스 용액은 아래와 같은 화학식의 염기 수용액을 포함하며,
여기서 화학식의 R1, R2 및 R3 각각은 수소 및 C1-4 알킬로부터 독립적으로 선택되며, 상기 염기는 100℃ 미만의 비점을 갖고, 상기 린스 용액은 8 내지 10 범위의 pH를 갖는, 물체의 표면 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 스핀 척은 반도체 웨이퍼들의 단일 웨이퍼 습식 처리를 위한 처리 모듈에 포함되는, 물체의 표면 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 린스 용액 공급부는 보다 농축된 염기 수용액 및 탈 이온수를 공급받는 상류 믹서로부터 공급받으며, 상기 믹서는 상기 린스 용액을 생산하도록 상기 탈 이온수와 상기 농축된 염기 수용액을 조합하는, 물체의 표면 처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 염기는 NH3 이고, 상기 린스 용액은 10-5 mol/L 내지 10-4 mol/L의 농도의 NH3을 갖는, 물체의 표면 처리 장치. - 제 13 항에 있어서,
정전기 레벨을 검출하도록 상기 물체의 표면에 인접하게 배치된 센서; 및
상기 센서의 판독치에 응답하여 탈 이온수 및 농축 수용액의 비율을 변화시키는 마이크로컨트롤러를 더 포함하는, 물체의 표면 처리 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/281,014 | 2011-10-25 | ||
| US13/281,014 US9090854B2 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles |
| PCT/IB2012/055534 WO2013061198A1 (en) | 2011-10-25 | 2012-10-12 | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140084293A KR20140084293A (ko) | 2014-07-04 |
| KR102023219B1 true KR102023219B1 (ko) | 2019-09-19 |
Family
ID=48134944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147014147A KR102023219B1 (ko) | 2011-10-25 | 2012-10-12 | 웨이퍼-형상 물체의 처리를 위한 방법 및 장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9090854B2 (ko) |
| KR (1) | KR102023219B1 (ko) |
| TW (1) | TWI537379B (ko) |
| WO (1) | WO2013061198A1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6289241B2 (ja) * | 2013-06-20 | 2018-03-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 液処理方法、液処理装置及び記憶媒体 |
| US9947547B2 (en) * | 2016-06-29 | 2018-04-17 | International Business Machines Corporation | Environmentally green process and composition for cobalt wet etch |
| CN108962740B (zh) * | 2017-05-24 | 2021-09-07 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| GB201804881D0 (en) | 2018-03-27 | 2018-05-09 | Lam Res Ag | Method of producing rinsing liquid |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100236579A1 (en) | 2004-07-01 | 2010-09-23 | Hiroyuki Araki | Substrate treating apparatus and substrate treating method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977542A (en) | 1997-09-11 | 1999-11-02 | Singh; Bhanwar | Restoration of CD fidelity by dissipating electrostatic charge |
| JP3772056B2 (ja) | 1998-10-12 | 2006-05-10 | 株式会社東芝 | 半導体基板の洗浄方法 |
| US6927176B2 (en) | 2000-06-26 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
| US6950196B2 (en) | 2000-09-20 | 2005-09-27 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining a thickness of a structure on a specimen and at least one additional property of the specimen |
| US20020187438A1 (en) | 2001-06-12 | 2002-12-12 | Ching-Yu Chang | Development method for manufacturing semiconductors |
| US6741445B1 (en) | 2002-01-16 | 2004-05-25 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and system to monitor and control electro-static discharge |
| US7799200B1 (en) | 2002-07-29 | 2010-09-21 | Novellus Systems, Inc. | Selective electrochemical accelerator removal |
| US8372757B2 (en) * | 2003-10-20 | 2013-02-12 | Novellus Systems, Inc. | Wet etching methods for copper removal and planarization in semiconductor processing |
| US20060115774A1 (en) | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for reducing wafer charging during drying |
| KR101029691B1 (ko) * | 2006-01-17 | 2011-04-15 | 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 | 기판처리장치 및 기판처리방법 |
-
2011
- 2011-10-25 US US13/281,014 patent/US9090854B2/en active Active
-
2012
- 2012-10-12 WO PCT/IB2012/055534 patent/WO2013061198A1/en active Application Filing
- 2012-10-12 KR KR1020147014147A patent/KR102023219B1/ko active IP Right Grant
- 2012-10-24 TW TW101139332A patent/TWI537379B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100236579A1 (en) | 2004-07-01 | 2010-09-23 | Hiroyuki Araki | Substrate treating apparatus and substrate treating method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI537379B (zh) | 2016-06-11 |
| US20130098392A1 (en) | 2013-04-25 |
| US9090854B2 (en) | 2015-07-28 |
| WO2013061198A1 (en) | 2013-05-02 |
| TW201333186A (zh) | 2013-08-16 |
| KR20140084293A (ko) | 2014-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5647517B2 (ja) | Ｃｍｐ後洗浄配合物用の新規な酸化防止剤 | |
| EP2975108B1 (en) | Copper corrosion inhibition system | |
| US7387964B2 (en) | Copper polishing cleaning solution | |
| EP2119765B1 (en) | Cleaning liquid composition for a semiconductor substrate | |
| TWI605156B (zh) | 蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導體元件的製造方法 | |
| EP2596091B1 (en) | Aqueous alkaline cleaning compositions and methods of their use | |
| KR102023219B1 (ko) | 웨이퍼-형상 물체의 처리를 위한 방법 및 장치 | |
| US6858124B2 (en) | Methods for polishing and/or cleaning copper interconnects and/or film and compositions therefor | |
| TW200538544A (en) | Alkaline post-chemical mechanical planarization cleaning compositions | |
| JP2014022657A (ja) | エッチング方法、これを用いた半導体基板製品および半導体素子の製造方法、ならびにエッチング液調製用キット | |
| JP7400898B2 (ja) | 半導体デバイス用基板の洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法、半導体デバイス用基板の製造方法及び半導体デバイス用基板 | |
| TWI504740B (zh) | 清潔組成物、使用其的洗淨方法及半導體元件的製造方法 | |
| JP2019502802A (ja) | 化学機械研磨後の洗浄組成物 | |
| JP2018182212A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
| JP2009081247A (ja) | ルテニウム膜のエッチング方法 | |
| WO2014115805A1 (ja) | 半導体基板のエッチング方法、エッチング液及び半導体素子の製造方法並びにエッチング液のキット | |
| TWI594315B (zh) | 蝕刻方法和使用該方法的半導體基板製品以及半導體元件的製造方法 | |
| US20130098391A1 (en) | Method and apparatus for processing wafer-shaped articles | |
| JP2010087258A (ja) | 半導体基板表面用洗浄剤及びそれを用いた半導体デバイスの洗浄方法 | |
| TWI602952B (zh) | 蝕刻液、使用其的蝕刻方法、蝕刻液套組以及半導體基板製品的製造方法 | |
| US8916479B1 (en) | Selective etching of titanium nitride | |
| US20230266671A1 (en) | Amine Oxides for Etching, Stripping and Cleaning Applications | |
| CN112602175A (zh) | 清洗液、清洗方法和半导体晶片的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |