KR102379127B1 - 구리 제거용 세정제 조성물 및 구리 제거용 세정제 조성물을 이용한 반도체 제조 설비의 세정 방법 - Google Patents
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Abstract
구리 제거용 세정제 조성물 및 구리 제거용 세정제 조성물을 이용한 반도체 제조 설비의 세정 방법이 개시된다. 본 발명은 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE) 25 내지 35 중량부와 물 65 내지 75 중량부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 매우 효과적으로 제거할 수 있게 될 뿐만 아니라, 구리 부산물의 제거 과정에서의 반도체 장비의 오염을 최소화할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 구리 제거용 세정제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 매우 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 구리 부산물의 제거 과정에서의 반도체 장비의 오염이 최소화되도록 하는 구리 제거용 세정제 조성물 및 구리 제거용 세정제 조성물을 이용한 반도체 제조 설비의 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 웨이퍼 표면의 요철 부분을 평탄화시키는 공정인 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 거치게 되면 웨이퍼 표면에는 구리(Cu) 부산물이 불가피하게 발생하게 된다.
이와 같은 구리 부산물이 성공적으로 제거되지 않는 경우 반도체 소자 결함의 원인이 될 뿐만 아니라, 웨이퍼 표면에 발생한 구리 부산물은 웨이퍼 운반 장비 등의 각종 반도체 설비를 오염시키는 원인이 되기도 한다.
한편, 이와 같이 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 제거하기 위해 다양한 세정제가 사용되고 있으나, 종래의 세정제는 구리 부산물 제거의 효과가 충분하지 못할 뿐만 아니라, 구리 부산물의 제거 과정에서 세정제 자체의 화학적 성분에 의해 반도체 장비가 오염되는 문제가 발생하기도 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 매우 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 구리 부산물의 제거 과정에서의 반도체 장비의 오염이 최소화되도록 하는 구리 제거용 세정제 조성물 및 구리 제거용 세정제 조성물을 이용한 반도체 제조 설비의 세정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 다른 기술적 과제들을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구리 제거용 세정제 조성물은, 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE) 25 내지 35 중량부; 및 물 65 내지 75 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 향액 0.5 중량부 미만을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 매우 효과적으로 제거할 수 있게 될 뿐만 아니라, 구리 부산물의 제거 과정에서의 반도체 장비의 오염을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 언급한 효과로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 다른 효과들을 포함한다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물의 제1 시험 과정을 나타낸 도면, 및
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물의 제2 시험 과정을 나타낸 도면이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물의 제2 시험 과정을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명자는 반도체 웨이퍼의 CMP 공정에서 발생되는 구리 부산물을 제거하기 위한 세정액을 개발하는 과정에서 무수한 시험을 통해 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE)의 구리 제거 효능이 매우 우수하다는 사실을 발견하였으며, 이에 다음과 같이 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE)을 포함하는 구리 제거용 세정제 조성물을 제안하게 되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물은 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE)을 필수 성분으로 포함하며, 보다 구체적으로 티오글리콜산 암모늄 25 내지 35 중량부와, 물 65 내지 75 중량부를 포함한다.
본 발명을 실시함에 있어서, 구리 제거용 세정제 조성물의 분사로 인한 반도체 장비의 오염을 최소화하기 위해서, 본 발명에 따른 구리 제거용 세정제 조성물에 포함되는 물은 물리적 또는 화학적 메카니즘을 이용하여 수중에 존재하는 금속이온 및 비금속이온 등의 전해질을 제거한 물인 초순수 DI Water(DeIonized Water)가 될 수 있을 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에서 구리 제거용 세정제 조성물의 제조를 위해 사용되는 DI Water는 유기물 및 무기물에 대한 제거 처리가 사전 실행되고, 비저항값은 15MΩ 이상이며, 5μm 이상의 파티클이 제거되도록 사전 처리됨이 바람직할 것이다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물은 라벤더 향액 등의 향액을 0.5 중량부 미만으로 더 포함함으로써, 모발의 퍼너먼트 웨이브를 위한 펌제의 성분으로 통상 사용되는 티오글리콜산 암모늄 고유의 유쾌하지 못한 냄새가 완화되도록 함으로써, 구리 제거용 세정제 조성물의 사용성을 개선시킬 수 있을 것이다.
한편, 본 발명자는 향액이 0.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우 티오글리콜산 암모늄의 구리 제거의 효능이 낮아짐을 확인하였으며, 이에 라벤더 향액 등의 향액은 0.5 중량부 미만으로 포함되도록 함이 바람직할 것이다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 제거용 세정제 조성물은 하기의 표 1에서와 같은 구성 성분 및 함유량으로 제조될 수 있을 것이다.
| 화학 물질명 | 관용명 및 이명 | CAS 번호 | 함유량(중량부) |
| 물(DI Water) | H2O | 7732-18-5 | 65~75 |
| 티오글리콜산 암모늄 (AMMONIUM THIOGLYCOLATE) |
AMMONIUM MERCAPTOACETATE | 5421-46-5 | 25~35 |
| 라벤더 향액 | - | - | ＜0.5 |
본 발명자는 상술한 바와 같이 사전 처리된 D/I Water 70 중량부와 티오글리콜산 암모늄 30 중량부를 혼합함으로써 구리 제거용 세정제 조성물을 제조한 다음, 도 1a에서와 같이 구리가 표면에 침착되어 있는 웨이퍼 운반용 로봇의 암 커버의 제1 부재(단기 오염 부재)에 해당 조성물을 도 1b에서와 같이 스프레이 분사한 결과, 도 1c에서와 같이 구리 침착물이 용해 및 제거됨을 확인하였다.
아울러, 본 발명자는 상술한 바와 같이 사전 처리된 D/I Water 70 중량부와 티오글리콜산 암모늄 30 중량부를 혼합함으로써 구리 제거용 세정제 조성물을 제조한 다음, 도 2a에서와 같이 구리가 표면에 침착되어 있는 웨이퍼 운반용 로봇의 암 커버의 제2 부재(장기 악성 오염 부재)에 해당 조성물을 도 2b에서와 같이 스프레이 분사한 후 약 10~30초 간 대기하는 동안 도 2c에서와 같이 구리 침착물이 상당 부분 용해 및 제거됨을 확인하였으며, 이후 도 2d에서와 같이 부직포로 2~3회 정도 분사면을 와이퍼 처리함에 따라 구리 침착물이 완전히 제거되는 것을 확인하였다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 단일 성분 물질인 티오글리콜산 암모늄을 상술한 바와 같이 사전 처리된 초순수 DI Water(DeIonized Water)와 혼합한 조성물을 이용하여 반도체 장비 표면 등에서의 구리 침착물을 성공적으로 제거할 수 있게 될 뿐만 아니라, 세정제 조성물 자체의 화학적 성분으로 인한 반도체 장비의 오염을 최소화할 수 있게 된다.
아울러, 모발의 퍼너먼트 웨이브를 위한 펌제의 주요 성분으로 사용되고 있는 티오글리콜산 암모늄은 케라틴과 같은 단백질 등의 유기물과의 반응성만을 가지고 있으며, 무기물 중에서는 유일하게 구리에 대해서만 상술한 바와 같은 반응성을 가지는 결과, 티오글리콜산 암모늄으로 인한 반도체 장비의 오염은 실질적으로 발생하지 않게 된다.
한편, 본 발명자는 본 발명에 따른 구리 제거용 세정제 조성물을 제조함에 있어서, 티오글리콜산 암모늄이 25 중량부 미만인 경우에는 티오글리콜산 암모늄에 의한 구리 제거의 효과가 충분히 발현되지 못하며, 티오글리콜산 암모늄이 35 중량부를 초과하는 경우에는 티오글리콜산 암모늄의 추가적인 함량 증가에 상응하는 구리 제거 효과의 실질적인 증가가 없음을 확인하였는 바, 이에 티오글리콜산 암모늄은 25 내지 35 중량부가 포함됨이 바람직할 것이다.
아울러, 본 발명자는 본 발명에 따른 구리 제거용 세정제 조성물을 제조함에 있어서, 물이 75 중량부를 초과하는 경우에는 티오글리콜산 암모늄의 상대 농도가 낮아짐으로 인해 구리 제거의 효과가 충분히 발현되지 못하며, 물이 65 중량부 미만인 경우에는 티오글리콜산 암모늄의 상대 농도 증가에 따른 구리 제거 효과의 실질적인 증가가 없음을 확인하였는 바, 이에 물은 65 내지 75 중량부가 포함됨이 바람직할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
Claims (2)
- 반도체 제조 설비의 표면에 형성된 구리 침착물을 용해시키는 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE); 상기 티오글리콜산 암모늄의 냄새를 완화시키는 향액; 및 물로 구성된 구리 제거용 세정제 조성물.
- (a) 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE); 상기 티오글리콜산 암모늄의 냄새를 완화시키는 향액; 및 물로 구성된 구리 제거용 세정제 조성물을 구리 침착물이 형성된 반도체 제조 설비의 표면에 분사하는 단계;
(b) 상기 티오글리콜산 암모늄(AMMONIUM THIOGLYCOLATE)이 상기 구리 침착물을 용해시키는 단계; 및
(c) 상기 구리 제거용 세정제 조성물이 분사된 상기 반도체 제조 설비의 표면을 와이퍼 처리하는 단계
를 포함하는 구리 제거용 세정제 조성물을 이용한 반도체 제조 설비의 세정 방법.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |