KR102326028B1 - 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물 - Google Patents

반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102326028B1
KR102326028B1 KR1020150012299A KR20150012299A KR102326028B1 KR 102326028 B1 KR102326028 B1 KR 102326028B1 KR 1020150012299 A KR1020150012299 A KR 1020150012299A KR 20150012299 A KR20150012299 A KR 20150012299A KR 102326028 B1 KR102326028 B1 KR 102326028B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
cleaning composition
semiconductor
display manufacturing
manufacturing process
Prior art date
Application number
KR1020150012299A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160092128A (ko
Inventor
이동언
주진호
우준혁
이석호
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
엘티씨에이엠 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사, 엘티씨에이엠 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150012299A priority Critical patent/KR102326028B1/ko
Priority to US14/964,267 priority patent/US9902925B2/en
Publication of KR20160092128A publication Critical patent/KR20160092128A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102326028B1 publication Critical patent/KR102326028B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38Cationic compounds
    • C11D1/62Quaternary ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22Organic compounds
    • C11D7/32Organic compounds containing nitrogen
    • C11D7/3245Aminoacids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04Water-soluble compounds
    • C11D3/042Acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/20Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2075Carboxylic acids-salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/39Organic or inorganic per-compounds
    • C11D3/3947Liquid compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/395Bleaching agents
    • C11D3/3956Liquid compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02Inorganic compounds
    • C11D7/04Water-soluble compounds
    • C11D7/08Acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22Organic compounds
    • C11D7/26Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/265Carboxylic acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22Organic compounds
    • C11D7/32Organic compounds containing nitrogen
    • C11D7/3209Amines or imines with one to four nitrogen atoms; Quaternized amines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10Objects to be cleaned
    • C11D2111/14Hard surfaces
    • C11D2111/22Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 세정제 조성물은 pH 1 내지 5의 산 수계로서 아미노산계 킬레이트제 0.01 내지 5.0wt%; 유기산 0.01 내지 1.5wt%; 무기산 0.01 내지 1.0wt%; 염기 화합물 0.01 내지 5.0wt% 및 나머지 초순수(DI water)를 포함하며, 이와 같은 조성의 세정제 조성물은 금속 불순물 제거 능력이 향상되며, 이에 따라 파티클 및 유기오염물을 제거하고, 이와 함께 구리 부식을 방지하고 역흡착도 방지할 수 있는 기능을 모두 수행할 수 있으며, 이에 따라 식각율(etch rate)의 조절을 통하여 구리용 에칭, 잔유물 제거 및 세정제의 다양한 용도로 사용될 수 있다.

Description

반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물{Cleaner Composition for Process of Manufacturing Semiconductor and Display}
본 발명의 실시예는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 pH 1 내지 5의 산 수계인 세정제 조성물에 관한 것이다.
정보화 기술의 급속한 진전에 따라 대규모 집적회로(LSI, ULSI, VLSI)의 미세화, 고밀도화, 고집적화가 이루어지고, 배선의 다층화에 의한 기술개발이 행해지고 있다. 배선의 다층화를 달성하기 위해서는 배선 피치폭의 축소 및 배선간 용량의 저감 등을 행하는 것이 필요로 되고, 이를 위해 최근에는 저항률이 낮은 구리(Cu)를 배선재료로 사용하고 있다.
반도체 장치의 제조과정에 발생하는 파티클, 금속원자, 유기물 등의 오염을 제거하여 장치의 신뢰성을 향상시키기 위하여 세정과정을 거친다. 이러한 세정과정 중에서는 구리가 부식되거나 역흡착되는 문제가 있는데 이러한 문제를 방지하면서 파티클이나 유기 오염물질을 제거하는 기능을 향상시키는 것은 종래 세정제 조성물로서는 달성하기 어려운 문제이다.
이에 따라서 금속 오염물과 파티클을 제거하고 구리 부식을 방지하는 것과 함께 역흡착을 방지할 수 있는 pH 8 내지 13의 알칼리 수계의 세정제 조성물이 제안되고 있지만, 이 조성물은 유기 파티클 제거능력과 특정 막질의 무기 파티클 제거능력이 떨어지는 문제가 여전히 존재하고 있다.
이에 본 발명의 실시예가 해결하고자 하는 과제는 금속 오염물 및 유·무기 파티클을 동시에 제거하면서, 특정 막질에 무기 파티클 제거력을 향상시키고, 구리 부식을 방지하는 것과 함께 역흡착을 방지할 수 있는 산 수계의 세정제 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는
아미노산(amino acid)계 킬레이트제(chelating agent) 0.01 내지 5.0wt%;
유기산(organic acid) 0.01 내지 1.5wt%;
무기산(inorganic acid) 0.01 내지 1.0wt%,
염기 화합물(alkali compound) 0.01 내지 5.0wt% 및
나머지 초순수(DI(deionized) water)를 포함하고,
pH 1 내지 5의 산 수계인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물에 있어서, 상기 아미노산계 킬레이트제는 글리신(glycine), 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid), 시클로헥산디아민테트라아세트산(cyclohexanediaminetetraacetic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이다.
또한, 상기 유기산은 락트산(lactic acid), 락트산 알킬 에스테르(lactic acid alkyl ester), 아세트산(acetic acid), 및 아세트산 알킬 에스테르(acetic acid alkyl ester)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하고, 상기 무기산은 질산 또는 황산인 것이다.
아울러, 상기 염기 화합물은 테트라메틸암모늄 히드록사이드(tetramethylammonium hydroxide), 테트라부틸암모늄 히드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide), 테트라에틸암모늄 히드록사이드(tetraethylammonium hydroxide) 및 트리메틸암모늄 클로라이드(trimethylammonium chloride)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이다.
본 발명에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 상기 세정제 조성물에는 산화제 0.01 내지 0.1중량%를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 산화제로는 과산화수소(hydrogen peroxide), 과염소산나트륨(sodium hypochlorite), 아염소산(chlorous acid), 및 이산화염소(chlorine dioxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 상기 세정제 조성물에는 벤조트리아졸(benzotriazole)계 부식방지제 0.01 내지 5.0중량%를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 벤조트리아졸계 부식방지제로는 6-클로로-1-메톡시-벤조트리아졸, 2,2'-[(1H-벤조트리아졸-1-일메틸)이미노]비스에탄올, 1H-티아졸로[4,5-d]-1,2,3-트리아졸, 5-메틸-(9CI)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나이다.
상기 세정제 조성물은 pH 3 내지 5의 약산 수계이다.
본 발명의 실시예에 따른 세정제 조성물은 금속 오염물 및 유·무기 파티클을 동시에 제거하며, 특정 막질에 무기 파티클 제거력을 향상시키고, 구리 부식을 방지하는 것과 함께 역흡착을 방지할 수 있는 기능을 모두 수행할 수 있다.
이에 따라 식각율(etch rate)의 조절을 통하여 구리용 에칭, 잔유물 제거 및 세정제의 다양한 용도로 사용될 수 있다.
이하에서는 실시예를 바탕으로 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 구성이 실시예와 관련하여 기술되지만, 이러한 실시예는 본 발명이 구체적으로 실현되기 위한 일례를 기재한 것이고 본 발명의 구성에 기초가 되는 기술적 사상을 제한하거나 한정하는 것은 아니다.
pH 1 내지 5의 산 수계이며, 금속 오염물및 유·무기 파티클을 제거하고, 구리 부식을 방지하는 것과 함께 역흡착을 방지할 수 있는 본 발명의 실시예의 세정제 조성물은 아미노산계 킬레이트제 0.01 내지 5.0wt%; 유기산 0.01 내지 1.5wt%; 무기산 0.01 내지 1.0wt%; 염기 화합물 0.01 내지 5.0wt% 및 나머지 초순수를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예의 세정제 조성물은, 전술한 조성에서 무기산의 일부를 대체하는 물질로 산화제가 0.01 내지 0.1중량%의 범위 내에서 첨가될 수 있으며, 상기 산화제는 식각율을 조절하고 금속 오염물의 제거력을 향상시키는 기능을 할 수도 있다.
본 발명의 실시예의 세정제 조성물은, 킬레이트제와 무기산을 이용하여 금속 오염물을 제거시키며, 제거된 금속은 완충제(buffering agent)와 결합하여 산소 또는 질소 화합물을 구성하게 된다.
본 발명의 실시예의 세정제 조성물은 유·무기 파티클(organic/inorganic particle) 제거 효과를 얻기 위해 pH 1 내지 5, 바람직하게는 pH 3 내지 5 사이의 산 용제(acid solvent)로 구성된다. 먼저 유·무기 파티클이 구리 표면에서 반데르발스(van der Waals) 작용 후 킬레이트제(chelating agent)의 리간드 모세관 현상과 함께 에칭이 일어나고 다시 정전기력(electrostatic repulsion force)에 의해 쉽게 유·무기 파티클 제거 효과를 얻을 수 있다. 또한 산화제 (oxidizing agent)를 사용하여, 유·무기 파티클 제거 효과를 상승시키며 특정 막질에 무기 파티클 제거력을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 실시예의 세정제 조성물에서, 구리 부식방지 및 역흡착 방지 기능에 대해서는 산 용제로 설명할 수 있다. pH 5.5 내지 14 일 때 구리 산화물의 형성 및 pH 증가에 따른 HCuO2 - 병행반응으로 국소 부식이 일어나며, pH 14이상에서는 구리가 HCuO2 -로 변화하여 전면 부식이 발생된다. 그리하여 본 발명에서는 습식식각을 통한 불순물 제거로 중성 및 알칼리 대비 P/C, 등 불순물제거능력이 우수한 pH 1 내지 5의 산 용제가 바람직하다. 보다 바람직하게는 pH 3 내지 5의 약산 용제이다.
또한, 본 발명의 실시예의 세정제 조성물에서, 지속적인 성능유지와 구리 표면의 극성변화를 막기 위해 완충제(buffering agent)와의 소킹 솔루션(soaking solution) 효과를 설명할 수 있다. 이는 킬레이트제의 리간드가 구리 표면에서 M+으로 떼어내면 다시 역흡착을 방지하기 위해서 완충제를 이용하여 M-N 또는 M-O 화합물을 구성하는데, 이를 소킹 솔루션기능이라 한다.
또한, 본 발명의 실시예의 세정제 조성물은 초순수의 비율을 이용하여 구리 식각율(coppper etch rate)을 조절할 수 있으며, 세정 후 물질 잔량, 구리결함(copper damage) 및 잔류물(residual)의 문제를 모두 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물에 있어서, 상기 아미노산계 킬레이트제는 글리신(glycine), 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid), 시클로헥산디아민테트라아세트산(cyclohexanediaminetetraacetic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기산은 락트산(lactic acid), 락트산 알킬 에스테르(lactic acid alkyl ester), 아세트산(acetic acid), 및 아세트산 알킬 에스테르(acetic acid alkyl ester)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하고, 상기 무기산은 질산 또는 황산인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 염기 화합물은 테트라메틸암모늄 히드록사이드(tetramethylammonium hydroxide), 테트라부틸암모늄 히드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide), 테트라에틸암모늄 히드록사이드(tetraethylammonium hydroxide) 및 트리메틸암모늄 클로라이드(trimethylammonium chloride)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 상기 세정제 조성물에는 산화제 0.01 내지 0.1중량%를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 산화제로는 과산화수소(hydrogen peroxide), 과염소산나트륨(sodium hypochlorite), 아염소산(chlorous acid), 및 이산화염소(chlorine dioxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 및 디스플레이 제조공정용 상기 세정제 조성물에는 벤조트리아졸(benzotriazole)계 부식방지제 0.01 내지 5.0wt%를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 벤조트리아졸계 부식방지제로는 6-클로로-1-메톡시-벤조트리아졸, 2,2'-[(1H-벤조트리아졸-1-일메틸)이미노]비스에탄올, 1H-티아졸로[4,5-d]-1,2,3-트리아졸, 5-메틸-(9CI)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
아미노산계 킬레이트제인 에틸렌디아민테트라아세트산 4중량%, 유기산인 아세트산 1중량%, 무기산인 질산 0.5중량%, 염기 화합물인 테트라메틸암모늄 히드록사이드 3.5중량% 및 초순수 91중량%의 조성물로 제조한 후 초순수로 10배 희석하여 구리 글래스(Cu Glass)에 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 무기산인 질산 0.01중량% 대신 산화제로 과산화수소를 0.01중량%(10ppm) 사용한 것만 제외하고 동일한 조성물을 제조한 후 초순수로 10배 희석하여 구리 글래스에 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 2
비교예 1은 초순수를 100중량% 사용하여 구리 글래스를 평가하였고, 비교예 2는 염기 화합물인 테트라메틸암모늄 히드록사이드(Tetramethylammonium Hydroxide, TMAH) 0.4중량%와 초순수 99.6중량%만 사용한 조성물로 구리 글래스를 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
항목 비교예 1
(DIW)
비교예 2
(TMAH 0.4wt%)
실시예 1 실시예 2
구리 식각률 0.95 Å/min
(@ 25℃)
4.99 Å/min
(@ 25℃)
3.4 Å/min
(@ 25℃)
4.4 Å/min
(@ 25℃)
Wet-ability X
Spread-ability 4.0mm 8.0mm 6.8mm 7.1mm
Foam & De-foam
파티클 제거 및 역흡착
CopperDamage와 Residual Cu 부식없음 Cu 부식 생성 Cu 부식 없음 Cu 부식 없음
유기 더스트 제거력
금속 불순물 제거력
◎ : Excellent, ○ : Good, △ : Not Bad, X : Bad
상기 표 1을 통해, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2가 비교예 1 및 2에 비하여 구리 부식도 없으며, 유·무기 파티클의 제거 능력도 우수함을 알 수 있다.
시험예 1
실시예 1의 조성과 동일하게 하되, 산화제로 과산화수소를 0.01중량%(10ppm), 0.05중량%(50ppm) 및 0.1중량%(100ppm) 만큼 무기산인 질산 대신 첨가한 후, 초순수로 10배 희석하여 각각의 식각률(Etch Rate, E/R), pH 및 파티클을 카운트하여(Particle Count, P/C) 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, 비교를 위해 비교예 1 및 2에 대한 것도 함께 평가하였다.
구분 E/R(Å/min) pH P/C Removal
비교예 1 1.19 6.23 0% (192% 증가)
비교예 2 4.98 12.42 51.4% 감소
<실시예1>
산화제 0.01중량% 및 10배 희석
4.40 4.06 84.9% 감소
<실시예1>
산화제 0.05중량% 및 10배 희석
6.34 4.15 92.0% 감소
<실시예1>
산화제 0.1중량% 및 10배 희석
8.40 4.10 94.5% 감소
상기 표 2의 결과로부터 공정에 따라 식각율을 이용하여 산화제 첨가비율을 결정할 수 있으며, pH 조절을 통하여 미세 파티클 및 금속오염물 제거력을 개선할 수 있으며, 또한 다양한 공정의 조건에 맞는 E/R (Etch Rate)를 조절할 수 있다.
시험예 2
실시예 1의 조성과 동일하게 하되, 산화제로 과산화수소를 0.05중량%(50ppm) 만큼 무기산인 질산 대신 첨가한 후, 초순수로 2배, 5배, 10배, 15배 희석하여 제조한 후 데모공정에서 유리 파티클을 측정하여 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 비교평가를 위하여 비교예 1 및 2와 비교하였다 (데모 공정의 순서: 화학제 처리 → 수세 → 수세 → 수세 공정을 거친 후 각각의 pH, E/R과 유리 파티클을 측정하여 비교 평가).
구분 pH E/R(A/min) 파티클 제거율(%)
비교예 1 6.23 1.19 0%(192% 증가)
비교예 2 12.42 4.98 51.4% 감소
<실시예1>
산화제 50ppm 및 2배 희석
4.22 6.91 98.4% 감소
<실시예1>
산화제 50ppm 및 5배 희석
4.18 6.56 95.1% 감소
<실시예1>
산화제 50ppm 및 10배 희석
4.15 6.34 92.0% 감소
<실시예1>
산화제 50ppm 및 20배 희석
4.20 5.92 87.2% 감소
상기 시험예 2를 통해 공정에 따라 식각율(Etch Rate)을 이용하여 희석비율을 결정할 수 있으며, 구리 표면의 특징은 기 공정에서 볼 수 있듯이 파티클이 증가하여 미세 선폭이 많은 곳에서 스팟팅(Shotting)의 불량이 올 수 있는데 이러한 결점을 본 발명을 통하여 보완될 수 있음을 확인하였다.
시험예 3
실시예 1의 조성물 및 실시예 1과 동일하게 하되, 산화제로 과산화수소를 0.1중량%(100ppm) 만큼 무기산인 질산 대신 첨가한 조성물을 각각 초순수로 10배 희석하여 제조한 후 데모공정에서 다양한 막질에 대하여 유리 파티클을 측정하여 평가하여 그 결과를 표 4에 나타내었다. 또한, 비교평가를 위하여 비교예 1 및 비교예 2를 비교평가하였다. (데모 공정의 순서: 화학제 처리 → 수세 → 수세 → 수세 공정을 거친 후 유리 파티클을 측정하여 비교 평가.)
구분 세정전
P/C
세정후
P/C
제거울(%)
화학제 막질
비교예 1 구리
막질
578 690 0% (119.4%증가)
실시예 1(10배 희석) 531 131 74.9%
비교예 1 537 261 51.4%
실시예 1(산화제 첨가 및 10배 희석) 591 109 81.2%
비교예 1 IZO
막질
114 80 29.8%
실시예 1(10배 희석) 251 78 68.9%
비교예 2 120 56 53.3%
실시예 1(산화제 첨가 및 10배 희석) 247 54 78.1%
비교예1 ITO
막질
555 369 33.5%
실시예 1(10배 희석) 335 198 61.2%
비교예 2 255 99 40.9%
실시예 1(산화제 첨가 및 10배 희석) 445 116 74.0%
상기 표 4로부터 본 발명에 따른 세정제 조성물은 다양한 막질에 대하여 무기 파티클 제거력을 향상시킴을 알 수 있다.
시험예 4
실시예 1과 동일하게 하되, 산화제로 과산화수소를 0.1중량%(100ppm) 만큼 무기산인 질산 대신 첨가한 조성물을 각각 초순수로 10배 희석하여 제조한 후, 데모공정에서 유 및 무기 파티클을 측정하여 평가하여 그 결과를 표 5에 나타내었다. 또한, 비교평가를 위하여 비교예 1 및 2를 사용하여 비교하였다. (비교공정의 순서: 화학제 처리 → 수세 → 수세 → 수세 공정을 거친 후 유, 무기 오염원 별 파티클을 측정하여 비교 평가.) 또한 오염원은 0.01wt% 니켈파우더(Nickel Powder), 1wt% 에루카미드(Erucamide) & 0.01wt% 대두유(Soybean Oil)를 사용하였다.
구분 세정전
P/C
세정후
P/C
제거율(%)
화학제 오염원
비교예 1 니켈
파우더
434 617 0% (142.2%증가)
비교예 2 542 294 45.8%
실시예 1
(산화제 0.1중량% 첨가)
493 89 82.0%
비교예 1 에루카미드 312 446 0% (143.0%증가)
비교예 2 601 451 25.0%
실시예 1
(산화제 0.1중량% 첨가)
535 136 74.6%
비교예 대두유 493 428 13.2%
비교예 672 422 37.2%
실시예 1
(산화제 0.1중량% 첨가)
570 175 69.3%
상기 표 5의 결과로부터 본 발명에 따른 세정제 조성물은 파티클의 제거력이 우수하며, 유·무기 파티클을 안정적으로 제거함을 알 수 있다.
시험예 5
실시예 1과 동일하게 하되, 산화제로 과산화수소를 0.1중량%(100ppm) 만큼 무기산인 질산 대신 첨가한 조성물을 각각 초순수로 10배 희석하여 제조하고, 실시예 1의 조성에서 염기 화합물인 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 15중량%로 조정한 조성물과 유기산 함량을 2중량%로 조정한 조성물을 초순수 14배로 희석하여 제조하여 Cu 용출 테스트를 실시한 후 ICP를 이용하여 비교하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
Cu 용출 시간 5분(ppb) 15분(ppb) 30분(ppb)
비교예 1 0.114 0.204 0.512
실시예 1 (산화제 0.1중량% 첨가 및 10배 희석) 0.090 0.240 0.397
실시예 1(TMAH 15wt% 조정 조성물) 0.662 1.017 1.946
실시예 1(유기산 2wt% 조정 조성물) 0.44 0.63 0.799
상기 표 6의 결과로부터 TMAH 15중량%를 첨가하여 pH 13 이상으로 조정한 실시예 1의 경우 Cu가 용출후 HCuO2-로 부식되어 용출량이 크게 증가하였으며, 반면, 유기산의 첨가로 pH를 8이하의 산성으로 만든 조성물의 경우 Cu가 용출 후 재흡착되어 용출량이 적게 증가함을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 아미노산계 킬레이트제 0.01 내지 5.0wt%;
    유기산 0.01 내지 1.5wt%;
    무기산 0.01 내지 1.0wt%,
    염기 화합물 0.01 내지 5.0wt% 및
    나머지 초순수를 포함하고,
    pH 1 내지 5의 산 수계인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아미노산계 킬레이트제는 글리신(glycine), 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid), 사이클로헥산디아민테트라아세트산(cyclohexanediaminetetraacetic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기산은 락트산(lactic acid), 락트산 알킬 에스테르(lactic acid alkyl ester), 아세트산(acetic acid), 및 아세트산 알킬 에스테르(acetic acid alkyl ester)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기산은 질산 또는 황산인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 염기 화합물은 테트라메틸암모늄 히드록사이드(tetramethylammonium hydroxide), 테트라부 틸암모늄 히드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide), 테트라에틸암모늄 히드록사이드(tetraethylammonium hydroxide) 및 트리메틸암모늄 클로라이드(trimethylammonium chloride)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물에는 산화제 0.01 내지 0.1중량%를 더 포함하는 것인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산화제로는 과산화수소(hydrogen peroxide), 과염소산나트륨(sodium hypochlorite), 아염소산(chlorous acid), 및 이산화염소(chlorine dioxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    벤조트리아졸(benzotriazole)계 부식방지제 0.01 내지 5.0wt%를 더 포함하는 것인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 벤조트리아졸계 부식방지제로는 6-클로로-1-메톡시-벤조트리아졸, 2,2'-[(1H-벤조트리아졸-1-일메틸)이미노]비스에탄올, 1H-티아졸로[4,5-d]-1,2,3-트리아졸, 5-메틸-(9CI)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세정제 조성물은 pH 3 내지 5의 약산 수계인 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물.






KR1020150012299A 2015-01-26 2015-01-26 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물 KR102326028B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150012299A KR102326028B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물
US14/964,267 US9902925B2 (en) 2015-01-26 2015-12-09 Cleaner composition for process of manufacturing semiconductor and display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150012299A KR102326028B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160092128A KR20160092128A (ko) 2016-08-04
KR102326028B1 true KR102326028B1 (ko) 2021-11-16

Family

ID=56433971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150012299A KR102326028B1 (ko) 2015-01-26 2015-01-26 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9902925B2 (ko)
KR (1) KR102326028B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102586840B1 (ko) 2023-03-21 2023-10-11 김용철 반도체 라인 로봇 세정제 조성물

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102246300B1 (ko) 2021-03-19 2021-04-30 제이엔에프 주식회사 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4535629B2 (ja) * 2001-02-21 2010-09-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
SG129274A1 (en) * 2003-02-19 2007-02-26 Mitsubishi Gas Chemical Co Cleaaning solution and cleaning process using the solution
US7435712B2 (en) 2004-02-12 2008-10-14 Air Liquide America, L.P. Alkaline chemistry for post-CMP cleaning
US7498295B2 (en) 2004-02-12 2009-03-03 Air Liquide Electronics U.S. Lp Alkaline chemistry for post-CMP cleaning comprising tetra alkyl ammonium hydroxide
KR101349491B1 (ko) 2005-12-20 2014-01-08 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 배선 기판의 잔사 제거용 조성물 및 세정 방법
CN101484568B (zh) 2006-07-04 2013-06-19 花王株式会社 清洁剂组合物
JP5428200B2 (ja) * 2007-05-18 2014-02-26 三菱化学株式会社 半導体デバイス用基板洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法及び半導体デバイス用基板の製造方法
KR20140092077A (ko) * 2013-01-15 2014-07-23 주식회사 코원이노텍 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물
KR102261638B1 (ko) * 2013-11-15 2021-06-08 삼성디스플레이 주식회사 세정제 조성물 및 이를 이용한 금속배선 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102586840B1 (ko) 2023-03-21 2023-10-11 김용철 반도체 라인 로봇 세정제 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
US20160215241A1 (en) 2016-07-28
US9902925B2 (en) 2018-02-27
KR20160092128A (ko) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108121149B (zh) TiN硬掩模和蚀刻残留物去除
TWI573867B (zh) 具有高wn/w蝕刻選擇性的剝除組合物
US8642526B2 (en) Composition and method for recycling semiconductor wafers having low-k dielectric materials thereon
KR101874556B1 (ko) 구리 부식 억제 시스템
EP2602309B1 (en) Method of cleaning an electronic device with an alkaline liquid composition comprising a phosphonic acid derivative chelating agent
KR20080025697A (ko) 구리를 부동태화하는 cmp후 세정 조성물 및 이용 방법
JP6949846B2 (ja) 化学機械研磨後の洗浄組成物
JP2021536669A (ja) セリア粒子向けのcmp後洗浄用組成物
KR101005925B1 (ko) 반도체 기판 세정액 조성물
TW202144557A (zh) 用於銅大馬士革工藝的清洗液
KR20180097695A (ko) 포스트 화학적-기계적-폴리싱 세정을 위한 조성물
KR102326028B1 (ko) 반도체 및 디스플레이 제조공정용 세정제 조성물
KR20190105701A (ko) 반도체 기판용 세정액 조성물
KR20190016093A (ko) 포스트 화학적-기계적-폴리싱 세정용 조성물
KR102173490B1 (ko) 비-수성 텅스텐 상용성 금속 질화물 선택적 에칭제 및 세정제
KR102399811B1 (ko) 금속막 연마 후 세정액 조성물
TW202323513A (zh) 清洗液及其應用
US9593297B2 (en) Compositions for removing residues and related methods
CN109976110A (zh) 一种清洗液
KR20160033960A (ko) 금속막용 세정제 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant