KR102521693B1 - 반도체 웨이퍼 세정용 조성물 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼 세정용 조성물 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 세정용 조성물 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물은 광물 파우더를 포함하며, 상기 광물 파우더는 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물로부터 제조된다.

Description

반도체 웨이퍼 세정용 조성물 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법 {COMPOSITION FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFER AND METHOD FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFER USING THE SAME}
본 발명은 반도체 웨이퍼 세정용 조성물 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 약 400개 이상의 공정을 거쳐 제조된다. 반도체 장치는 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하기 위해 확산, 감광 증착, 식각, 금속배선형성 및 평탄화 작업 등을 반복 실시하게 된다.
한편 반도체 소자 제조시 웨이퍼 표면에 화학 및 물리적 잔류물질이 남게 되는데, 이러한 잔류물은 반도체 소자의 구조적 형상을 왜곡시키고, 전기적 특성과 신뢰성을 저하시키며, 제품 수율을 저하시키고 품질이 저하되므로 세정을 통해 제거되어야 한다. 웨이퍼 표면의 잔류물질은 감광액 찌꺼기, 식각 과정에서 제거되지 않은 산화막, 세균 및 바이러스, 공기 중 부유물(파티클) 및 세정 과정에서 2차적으로 반응하여 생성된 화합물 등이 있다.
반도체 세정 공정은 반도체 모든 공정의 끝이자 시작인 공정이다. 한편, 반도체 웨이퍼의 표면과 참호의 잔류물을 세정하기 위한 방법으로 증기 세정법, 건식 세정법 및 습식 세정법 등이 사용되고 있다. 이 중에서 습식 세정법은 세정액 조성물을 이용하여 반도체 웨이퍼의 잔류물을 제거하는 방법이다.
그러나 최근 반도체 회로 선폭이 미세화되어 참호의 종횡비가 증가함에 따라 세정액 조성물이 참호 바닥에 닿지 않아 참호 바닥면의 극소 크기의 오염물질 또는 고형화(슬러지화)된 오염물질의 제거 효율이 저하되며, 이에 따라 반도체 소자 수율 감소와 품질 경쟁력이 약화되고 있는 실정이다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2021-0063248호(2021.06.01. 공개, 발명의 명칭: 차아염소산 제4급 알킬암모늄 용액, 그 제조 방법 및 반도체 웨이퍼의 처리 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 반도체 웨이퍼 표면 및 참호 내부의 잔류물질 제거 효과가 우수한 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 계면 활성 효과가 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되며, 참호 바닥부 및 측면 오염물질의 용해 및 세정 효과가 우수한 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합성, 분산성 및 제형 안정성이 우수한 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 웨이퍼 세정시 손상 및 부식 방지 효과가 우수한 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 세정 공정에서 배관 막힘 등 설비 부하를 방지하고, 반도체 소자의 최종 수율을 향상시키며, 제품 품질 향상 효과가 우수한 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 이용한 반도체 웨이퍼 세정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 반도체 웨이퍼 세정용 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물은 광물 파우더를 포함하며, 상기 광물 파우더는 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물로부터 제조된다.
한 구체예에서 상기 광물 파우더는, 상기 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 상기 분쇄물을 700~950℃에서 가열 및 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 분체 가공하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
한 구체예에서 상기 분체 가공은 상기 혼합물을 분쇄압력 0.5~3MPa, 분급기 회전속도 6,000~10,000rpm, 공급기(Ultrasonic Feeder) 진동수 8~13Hz 및 분쇄기 전류 4.5~7.5A 조건으로 제조될 수 있다.
한 구체예에서 상기 광물 혼합물은 명반석 5~16 중량%, 중정석 3~15 중량%, 하석 2~10 중량%, 규석 1~10 중량%, 규회석 1~10 중량%, 방해석 10~25 중량%, 첨정석 8~20 중량%, 석류석 7~20 중량%, 백운석 5~20 중량%, 마그네사이트 4~25 중량%, 질석 2~15 중량%, 부석 1~10 중량% 및 단백석 1~7 중량%를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광물 파우더는 평균 입경 1~6㎛ 및 비표면적 1,500~6,000 m2/g 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 물, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3), 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 불화수소(HF) 및 불화암모늄(NH4F) 중 하나 이상의 세정 용제를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 세정 용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~50 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 계면활성제, 부식방지제 및 킬레이트제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 이용한 반도체 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼 세정방법은 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물과 반도체 웨이퍼를 접촉하여, 상기 반도체 웨이퍼 표면 및 참호(hole) 내부의 오염물질을 제거하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정용 조성물은 반도체 웨이퍼 표면 및 참호 내부의 잔류물질 제거 효과가 우수하고, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부 및 측면 오염물질의 용해 및 세정 효과가 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 손상 및 부식 방지 효과가 우수하고, 조성물의 혼합성, 분산성 및 제형 안정성이 우수하며, 세정 공정에서 배관 막힘 등 설비 부하를 방지하고, 반도체 소자의 최종 수율을 향상시키며, 제품 품질 향상 효과가 우수할 수 있다.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 세정시 웨이퍼 참호 오염물질 제거 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 적용하여 결합수가 형성되는 과정을 나타낸 모식도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서 오염물질은 세균, 바이러스, 폴리머, 금속 이온, 및 금속 산화물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
반도체 웨이퍼 세정용 조성물
본 발명의 하나의 관점은 반도체 웨이퍼 세정용 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물은 광물 파우더를 포함하며, 상기 광물 파우더는 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물로부터 제조된다.
본 발명의 반도체 웨이퍼 세정용 조성물은 천연광물로서 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 동시에 포함함을 특징으로 하며, 이러한 조성을 갖는 천연광물로부터 제조된 광물 파우더는 특유의 에너지 방사능, 흡착능, 조습능, 이온교환능, pH 조절능 등과 같은 다기능성을 나타내며, 이를 통해 대상물의 물리화학적 특성을 제어하여 대상물질의 보존성 및 안정성을 월등하게 증진시키고, 반도체 웨이퍼의 오염물질 제거 효율성이 우수한 효과를 가진다. 이하, 본 발명에서 상기 광물 파우더를 "PSM(Post-Smart Materials; 포스트 스마트 물질)"로 명명한다.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 세정시 웨이퍼 참호 오염물질 제거 과정을 나타낸 모식도이다. 상기 도 1을 참조하면, 반도체 회로 선폭(밑변)이 마이크로미터에서 나노미터(nm) 단위로 미세화 됨에 따라, 참호(hole)의 종횡비(aspect ratio, 깊이/선폭)가 증가하게 된다. 이와 같이 참호의 종횡비가 증가함에 따라 종래의 세정액 성분은 반도체 웨이퍼 참호의 바닥면에 도달하지 않게 되어, 세정 효율성이 저하되어 반도체 최종 수율이 저하된다. 따라서 고도의 참호 식각 기술이 요구되며, 참호 내부의 잔류물 세정의 중요성이 부각되고 있는 실정이다.
도 2는 본 발명의 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 적용하여 결합수가 형성되는 과정을 나타낸 모식도이다.
상기 도 2(a)는 자유수의 물 분자 결합상태를 나타낸 것이며, 도 2(b)는 본 발명의 광물 파우더를 포함하는 조성물을 상기 자유수의 물 분자에 적용하는 과정을 나타낸 것이며, 도 2(c)는 광물 파우더에 의해 물의 수소 결합 부위가 끊어져 소단위 물 분자의 활성화를 유도하는 과정을 나타낸 것이다. 상기 도 2(b) 및 도 2(c)를 참조하면 본 발명은 다양한 종류의 광물을 적절한 조성으로 포함함으로써, 복합적이고 유기적인 다기능 작용을 가질 수 있다. 상기 광물 파우더는 물 분자 집단의 수소결합 부위 등에 에너지 방사 및 다기능적 작용을 통해 자유수 상태로 존재하는 물분자 집단 내의 수소결합을 끊어 소단위 물 분자의 활성화를 촉진시킨다.
물 분자(H2O) 집단의 최소 크기(물 분자 2개)는 약 0.5nm 이며, 본 발명의 광물 파우더에 의해 상기 물 분자 집단의 수소 결합이 절단되므로 소단위 물 분자는 크기가 더 감소할 수 있다. 본 발명에서 상기 크기는, 물 분자 집단의 최대 길이를 의미할 수 있다.
도 2(d)는 활성화된 물 분자를 나타낸 것이며, 도 2(e)는 반도체 세정용 조성물에 포함되는 세정용 물질(세정 용제 등)의 표면을 나타낸 것이며, 도 2(f)는 상기 활성화된 물 분자와 세정용 물질이 결합되어 형성된 결합수를 나타낸 것이다.
상기 도 2(d)와 같이 활성화된 물 분자는 도 2(e)와 같이 반도체 세정용 조성물에 포함되는 세정용 물질의 관능기와 결합하게 된다. 상기 관능기는 하이드록실기(-OH), 알데히드기(-CHO), 니트로기(-NO2), 아미노기(-NH2), 술포기(-SO3H), 아미드기(-CONH2), 에스터 결합(R-COO-R'), 에테르 결합(R-O-R'), 카보닐기(-C=O), 카복실기(-COOH) 및 N-H기 등을 포함할 수 있다. 상기 도 2(f)와 같이 상기 활성화된 물 분자는 상기 세정용 물질의 표면 관능기와 결합하여 결합수가 형성될 수 있다.
본 발명의 광물 파우더를 적용시, 소단위 물 분자의 활성화 유도 효과가 우수하고, 상기 활성화된 물 분자와 세정 물질의 관능기 사이의 결합 유도 효과가 우수하여, 상기 세정용 조성물 중에서 표면장력이 큰 자유수(free water)의 비율은 감소되고, 활성화된 물 분자와 세정용 물질이 결합하여 형성되는 결합수(bound water)의 비율은 증가하게 된다.
상기 광물 파우더를 적용시, 형성되는 결합수는 계면활성 특성이 우수하고, 세정 조성물의 참호 내부의 침투 효과 및 활성 효과가 우수하여, 반도체 웨이퍼의 표면과 참호 내부의 오염물질 제거 효과가 우수할 수 있다.
상기 활성화된 물 집단은 수소 결합 부위가 끊어져 크기(최대 길이)가 감소하며, 이에 따라 상기 세정용 조성물의 세정용 물질(세정 용제 등)의 크기가 감소하게 된다. 따라서 반도체 웨이퍼 참호 내부에 상기 조성물이 도달하는 범위가 증가하게 되며, 비활성되는 세정용 물질을 저감하여 성능 개선 효과가 우수하여 세정 공정 시간과 비용을 최소화할 수 있다.
종래에는 반도체 웨이퍼의 고 종횡비를 갖는 참호 내부의 오염물질을 제거하기 위해 고가의 추가 시설과 세정 조성물이 요구되어, 세정 공정 시간이 길어지고 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
반면 본 발명의 경우 물을 포함하는 저가의 세정 용제에 광물 파우더를 포함하는 조성물을 적용하여, 반도체 웨이퍼의 표면과 참호 내부의 오염물질 제거 효과가 우수하고, 세정 공정 시간과 비용을 최소화할 수 있다.
반도체 웨이퍼의 표면과 참호 바닥 및 측면 등에 잔존하는, 미세한 크기의 오염물질의 세정 효과가 우수할 수 있다. 특히, 반도체 웨이퍼의 고 종횡비를 갖는 참호의 바닥면까지 용이하게 침투하여, 참호 바닥면과 측면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있으며, 세정 공정에서 배관 막힘 등 설비 부하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 광물 파우더는, 수분 활성도를 저하시킬 수 있다. 상기 수분활성도(aw)는 품질, 보존성 및 안전성을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 상기 수분활성도는 약품 및 화장품의 보존성 및 안정성에 있어서도 중요한 요소이다. 온도, pH와 다른 요소들은 제품 내에서 유기체의 성장 유무 및 속도에 영향을 줄 수 있는 반면, 수분활성도는 변질을 컨트롤하는 가장 중요한 요소이다. 대부분의 박테리아는 수분활성도(aw) 0.9 이하에서는 성장할 수 없고, 이스트는 aw 0.85 이하, 곰팡이는 aw 0.7 이하에서 성장할 수 없다. 수분활성도를 측정함으로써, 각종 미생물에 의한 변질 가능성의 유무를 예측할 수 있다. 수분활성도는 수분 자체가 아닌, 수분 내의 미생물 성장에 영향을 주는 유효 수분의 최저 한계를 결정한다. 수분활성도는 결과적으로 식품, 약품 등 다양한 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소가 될 수 있다.
상기 조성물(광물 파우더)의 수분활성도 저하는 본 발명 조성물 중의 결합수 비율을 증진시키고 자유수 비율을 저하시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 자유수는 식품 중에서 자유로이 운동하는 물을 나타내는 것으로서, 외적 변화(squeezing, cutting, pressing)를 통해 음식에서 쉽게 분리될 수 있으며, 표면장력 및 점성이 크고, 어는점이 0℃ 정도이다. 이러한 자유수는 상기 조성물에 대해 용매로서 작용할 수 있다. 상기 결합수는 오염물질과 결합하여 외적 변화로 쉽게 분리되지 않는 물을 의미한다. 결합수는 보통 물에 비해 밀도가 크고 어는점이 -18℃ 이하이다. 결합수는 용매로서 작용하지 않으며 미생물 번식에 이용되지 못한다. 식품의 저장성 증진을 위해 건조나 동결시에 결합수까지 영향을 미치게 되면 단백질 변성 등의 품질 저하를 야기할 수 있고 조성물을 이용한 식품이나 각종 제품 물성에 영향을 미칠 수 있다.
한 구체예에서 상기 광물 혼합물은 명반석 5~16 중량%, 중정석 3~15 중량%, 하석 2~10 중량%, 규석 1~10 중량%, 규회석 1~10 중량%, 방해석 10~25 중량%, 첨정석 8~20 중량%, 석류석 7~20 중량%, 백운석 5~20 중량%, 마그네사이트 4~25 중량%, 질석 2~15 중량%, 부석 1~10 중량% 및 단백석 1~7 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 광물 파우더의 혼합성과 계면활성 효과가 우수하며, 고 종횡비를 갖는 참호의 바닥면에도 용이하게 침투하여, 참호 바닥면 및 측면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다. 또한 세정 공정에서 배관 막힘 등 설비 부하를 방지할 수 있다.
상기 명반석(또는 알루나이트(alunite))은 KAl3(SO4)2(OH)6의 화학 조성을 포함하며, 육각 판상 또는 인상의 결정으로 나타나며, 통상 괴상 또는 입상이다. 굳기는 3.5~4.0이며, 비중은 2.6~2.9일 수 있다. 한 구체예에서 상기 명반석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 5~16 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 계면 활성 특성과 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 고 종횡비의 참호 바닥면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 중정석(barite)은 황산바륨(BaSO4) 광물이다. 상기 중정석은 굳기가 2.5~3.5 이며, 비중이 4.2~4.8일 수 있다. 상기 중성석은 쪼개짐이 두 방향으로 뚜렷하다. 한 구체예에서 상기 중장석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 3~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 계면 활성 특성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼 바닥 및 측면의 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 하석(nephelite)은 (Na, K)·AlSiO4의 화학 조성을 포함할 수 있다. 상기 하석은 굳기 5.5~6.0 및 비중 2.55~2.65일 수 있다. 한 구체예에서 상기 하석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 2~10 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 계면 활성 특성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가될 수 있다.
상기 규석(Silica Stone)은 주로 석영으로 이루어지는 광물이며 화학 성분은 무수 규산(SiO2)을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 규석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 1~10 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 반도체 웨이퍼 바닥 및 측면 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 규회석(wollastonite)은 CaSiO3 구조를 포함하며, 삼사정계에 속하는 광물이다. 상기 규회석은 굳기 4.5~5.0 및 비중 2.7~3.0 이며, 굴절률은 방향에 따라 1.620~1.634 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 규회석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 1~10 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시, 반도체 웨이퍼 바닥 및 측면 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 방해석(calcite)은 탄산염 광물의 일종으로 삼방정계에 속하는 광물이다. 상기 방해석은 굳기 2.5~3.5 및 비중 2.5~3.0 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 방해석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 10~25 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 계면 활성 특성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼 바닥 및 측면의 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 첨정석(spinel)은 MgAl2O4 화학 구조를 포함하며, 8면체의 결정형을 띠는 광물이다. 상기 첨정석은 굳기 7.5~8.5 및 비중 3.5~3.7 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 첨정석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 8~20 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 참호 바닥면 및 측면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 석류석(garnet)은 알루미늄과 금속 양이온을 포함하는 등축정계 결정계 광물일 수 있다. 상기 석류석은 굳기 6.5~7.5 및 비중 3.1~4.2 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 석류석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 7~20 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 참호 바닥면 및 측면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 백운석(dolomite)은 결정질의 칼슘 마그네슘 탄산염인 CaMg(CO3)2을 포함하는 퇴적 탄산염 광물이다. 상기 백운석은 삼방정계 결정을 가지며, 굳기 4.5~6.0 및 비중 2.8~3.0일 수 있다. 한 구체예에서 상기 백운석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 5~20 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 한 구체예에서 상기 백운석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 5~20 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 반도체 웨이퍼 바닥부 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 마그네사이트(magnesite)는 탄산마그네슘을 포함하는 삼방정계의 광물이다. 상기 마그네사이트는 굳기 3.5~4.5 및 비중 3.0~3.2 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 마그네사이트는 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 4~25 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 반도체 웨이퍼 바닥부 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 질석(vermiculite)은 단사정계에 속하는 광물이다. 상기 질석은 알루미늄, 마그네슘, 철의　수산화규산염을 포함할 수 있다. 상기 질석은　굳기　1~2 및　비중　2.5~2.8 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 질석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 2~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 참호 바닥면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 부석(pumice)은 다공질의 화산 분출물이다. 부석의 기공은 마그마가 대기 중으로 분출될 때 압력이 갑자기 감소하여 마그마에 함유된 가스가 급격히 빠져나가 발생할 수 있다. 상기 부석은 비중 2.5~3.0 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 부석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 1~10 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 참호 바닥면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 단백석(opal)은 SiO2·nH2O 구조를 포함하며, 굳기 5.5~6.5 및 비중 2.0~2.5 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 단백석은 상기 광물 혼합물 전체중량에 대하여 1~7 중량% 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 세정시 참호 바닥면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광물 파우더는, (S1) 상기 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; (S2) 상기 분쇄물을 700~950℃에서 가열 및 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 혼합물을 분체 가공하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 (S1) 단계는 상기 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 각각 약 50~250 메쉬(Mesh) 크기로 분쇄하여 분쇄물을 제조할 수 있다. 본 발명에서 상기 크기는, 상기 광물의 입경 또는 최대 길이를 의미할 수 있다.
상기 (S2) 단계는 상기 분쇄물을 700~950℃의 전기소성로에서 20~50분 동안 노출하여 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다. 상기와 같이 가열시 상기 분쇄물의 혼합시, 서로 엉겨 붙어 뭉치는 현상을 방지할 수 있다. 상기 혼합물의 광물 조성은, 전술한 바와 동일할 수 있다.
한 구체예에서 상기 혼합물은 온도 5~25℃ 및 습도 30~60%의 보관창고에서 2~5일 동안 숙성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 조건으로 숙성 보관시, 상기 혼합물의 에너지 안정화를 유도할 수 있다.
상기 (S3) 단계에서는 상기와 같이 에너지 안정화된 상태로 획득된 혼합물을 정밀 분체가 가능한 기계를 이용하여 분체 가공할 수 있다. 예를 들면, 유동층형 제트밀(Fluidized-Bed Pneumatic Jet Mill) 분쇄 시스템 등을 사용하여 정밀 분체 가공하여 상기 광물 파우더를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 분체가공시 상기 광물 파우더는 상기 평균 입경 1~6㎛ 및 비표면적 1,500~6,000m2/g로 형성될 수 있다. 상기 평균 입경 및 비표면적 조건에서 상기 광물 파우더의 계면 활성 특성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼 참호의 바닥면과 측면에 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
상기 분체 가공은 상기 혼합물에 대하여 분쇄압력 0.5~3MPa, 분급기 회전속도 6,000~10,000rpm, 공급기(Ultrasonic Feeder) 진동수 8~13Hz 및 분쇄기 전류 4.5~7.5A 조건으로 실시할 수 있다. 상기 분쇄압력, 분급기 회전속도, 공급기 진동수, 분쇄기 전류 조건에서 광물파우더가 용이하게 제조될 수 있다.
예를 들면 공급기를 통해 분쇄기 내로 주입된 상기 혼합물은 초음속 고속유체 기법으로 형성된 제트 공기류와 접촉하여 원료-원료간 또는 원료-분쇄구역 벽간의 충돌 및 마찰을 유발시켜 1차 분쇄작용을 받은 후 분급구역으로 유도되며, 목표입도에 도달한 혼합물은 배출구로 보내지고, 목표입도에 미달한 혼합물은 분쇄실로 되돌려져 반복분쇄되어 광물 파우더를 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 광물 파우더는 최대입자경이 9~15㎛, 평균입자경이 1~6㎛ 범위를 가질 수 있으며, 생산량이 40~60kg/h 범위일 수 있다. 이렇게 획득된 광물 파우더는 각각의 응용솔루션에 따라 첨가하는 정도가 상이하며 고체형, 액체형 및 젤형 형태의 솔루션으로 적용될 수 있다.
한 구체예에서 상기 광물 파우더는 평균 입경 1~6㎛ 및 비표면적 1,500~6,000m2/g 일 수 있다. 상기 조건에서 상기 광물 파우더의 계면 활성 특성이 우수하며, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼 참호 바닥면 및 측면 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 물, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3), 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 불화수소(HF) 및 불화암모늄(NH4F) 중 하나 이상의 세정 용제를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 세정 용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~50 중량부를 포함할 수 있다. 상기 조건으로 포함시 상기 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하고, 상기 세정용 조성물(세정용제) 중의 결합수 형성 유도효과가 우수하여, 상기 세정용 조성물의 계면활성 효과가 우수하고, 반도체 웨이퍼 참호 바닥부까지의 도달 영역이 증가되고, 반도체 웨이퍼의 손상을 방지하면서 바닥면 및 측면 잔류 물질의 용해 및 세정 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 세정용제로 암모니아, 과산화수소 및 물을 포함할 수 있다. 상기 조건으로 포함시 반도체 웨이퍼 표면 및 참호 바닥면 및 측면의 유기 물질과, 금속 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 조성물을 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~10 중량부를 포함하며, 상기 세정용제는 암모니아, 과산화수소 및 물을 1:0.5~2:2~7 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량 조건으로 포함시 반도체 웨이퍼의 손상을 방지하면서 반도체 웨이퍼 표면 및 참호 바닥면 및 측면의 유기 물질과, 금속 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 조성물은 염산, 과산화수소 및 물을 포함할 수 있다. 상기 조건으로 포함시 반도체 웨이퍼 표면과 참호 바닥면 및 측면의 금속 이온 및 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
예를 들면 상기 조성물을 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~10 중량부 포함하며, 상기 세정용제는 염산, 과산화수소 및 물을 1:0.5~2:2~8 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량 조건으로 포함시 반도체 웨이퍼의 손상을 방지하면서 반도체 웨이퍼 표면과 참호의 바닥면 및 측면의 금속 이온 및 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 온도가 40~95℃일 수 있다. 상기 조건에서 불순물 제거 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 70~85℃ 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 조성물은 계면활성제, 부식방지제 및 킬레이트제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 계면활성제는 음이온계, 양이온계, 비이온계 및 불소계 계면활성제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 음이온계 계면활성제는 황산 에스테르, 알킬술폰산, 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, 알킬다이페닐에터술폰산, 폴리옥시에틸렌알킬에터카복실산, 폴리옥시에틸렌알킬에터아세트산, 폴리옥시에틸렌알킬에터프로피온산, 폴리옥시에틸렌알킬에터 황산, 폴리옥시에틸렌아릴에터아세트산, 폴리옥시에틸렌아릴에터프로피온산 및 폴리옥시에틸렌아릴에터 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 양이온계 계면활성제는 염화 뷰틸피리디늄, 염화 도데실피리디늄, 염화 세틸피리듐, 염화 테트라메틸암모늄, 염화 테트라뷰틸암모늄, 염화 도데실다이메틸벤질암모늄, 염화 알킬트리메틸암모늄, 염화 옥틸트리메틸암모늄, 염화 데실트리메틸암모늄, 염화 도데실트리메틸암모늄, 염화 테트라데실트리메틸암모늄, 염화 세틸트리메틸암모늄, 및 염화 스테아릴트리메틸암모늄 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 비이온계 계면활성제는 폴리에틸렌글리콜 및 다가 알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 폴리알킬렌옥사이드알킬페닐에터계, 폴리알킬렌옥사이드알킬에터계, 폴리에틸렌옥사이드와 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 블록 폴리머계, 폴리옥시알킬렌다이스티렌화 페닐에터계, 폴리알킬렌트리벤질페닐에터계, 및 아세틸렌폴리알킬렌옥사이드계 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 불소계 계면활성제는 플루오로아크릴 카르복실레이트, 플루오로알킬에테르, 플루오로알킬렌에테르, 플루오로알킬설페이트, 플루오로아크릴 공중합체, 퍼플루오로 애씨드, 퍼플루오리네이티드 카르복실레이트(perfluorinated carboxylate) 및 퍼플루오로네이티드 술포네이트(perfluorinated sulfonate) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 계면활성제는 상기 세정용제 100 중량부에 대하여 0.01~20 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 반도체 웨이퍼 세정 효율성이 우수할 수 있다.
상기 부식방지제는 아민계 화합물, 아졸계 화합물, 보론계 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 아민계 화합물은 메틸아민, 디에틸아민, n-데실아민, 모르폴린(morpholine), 알릴아민(allylamine), 피리딘, 퀴놀린(quinoline), 페닐티오우레아(phenylthiourea), 헥사메틸렌아민-m-니트로벤조에이트 (hexamethyleneamine-m-nitrobenzoate), 디시클로헥사민 나이트리트(dicyclohexamine nitrite) 및 1-에틸아미노-2-옥타데실이미다졸린 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 아졸계 화합물은 트리아졸계, 벤조트리아졸계, 이미다졸계, 테트라졸계, 티아졸계, 옥사졸계 및 피라졸계 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 보론계 화합물은 붕소산화물(boron oxide), 붕산(boric acid), 보론트리플루오라이드(boron trifluoride) 및 보론트리플루오라이드 디에틸이써레이트(boron trifluoride diethyl etherate) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체에에서 상기 부식방지제는 상기 세정용제 100 중량부에 대하여 0.01~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 반도체 웨이퍼 세정시 웨이퍼의 부식을 방지할 수 있다.
한 구체예에서 상기 킬레이트제는 아세테이트, 시트레이트, 하이드로젠 시트레이트, 옥살레이트, 락테이트, 말레이트, 프탈레이트, 카보네이트, 바이카보네이트, 트리카보네이트, 에틸카보네이트, 포스페이트, 하이드로젠 포스페이트, 술페이트, 디암모늄 하이드로젠 포스페이트, 모노페닐포스페이트, 폴리옥시에틸렌 아릴에테르설페이트 및 트리암모늄 하이드로젠 포스페이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 킬레이트제는 상기 세정용제 100 중량부에 대하여 0.01~10 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 조성물의 혼합성 및 분산성이 우수하면서, 반도체 웨이퍼 세정시 웨이퍼의 오염과 손상을 방지할 수 있다.
반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 이용한 반도체 웨이퍼 세정방법
본 발명의 다른 관점은 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물을 이용한 반도체 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼 세정방법은 상기 반도체 웨이퍼 세정용 조성물과 반도체 웨이퍼를 접촉하여, 상기 반도체 웨이퍼 표면 및 참호(hole) 내부의 오염물질을 제거하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼의 세정은, 베어 웨이퍼를 FAB 공정을 거쳐, 웨이퍼 표면에 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막 중 하나 이상을 형성한 반도체 웨이퍼에 대하여 실시할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
특히, 본 발명은 선폭이 10nm 이하이며, 종횡비가 50 이상인 고종횡비의 참호가 형성된 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 용이하게 침투하여, 실리콘 웨이퍼 참호의 바닥면 및 측면의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다.
한 구체예에서 상기 반도체 웨이퍼의 세정 방법은 반도체 웨이퍼를 제1 반도체 세정용 조성물과 접촉하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 1차 린스하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼를 불화수소(HF)에 침적하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 2차 린스하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼를 제2 반도체 세정용 조성물과 접촉하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 3차 린스하는 단계; 및 상기 반도체 웨이퍼를 건조하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 반도체 세정용 조성물은 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~50 중량부를 포함하며, 상기 세정용제는 암모니아, 과산화수소 및 물을 1:0.5~2:2~7 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량 조건으로 포함시 반도체 웨이퍼의 손상을 방지하면서, 상기 세정용 조성물(세정용제) 중의 결합수 형성 유도효과가 우수하여, 상기 세정용 조성물의 계면활성 효과가 우수하고, 참호 내부 도달 영역이 증가하여, 반도체 웨이퍼 표면과 참호 바닥면 및 측면의 유기 물질과, 금속 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
상기 제2 반도체 세정용 조성물은 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~50 중량부를 포함하며, 상기 세정용제는 염산, 과산화수소 및 물을 1:0.5~2:2~8 중량비로 포함할 수 있다. 상기 조건으로 포함시 상기 세정용 조성물(세정용제) 중의 결합수 형성 유도효과가 우수하여, 상기 세정용 조성물의 계면활성 효과가 우수하고, 참호 내부 도달 영역이 증가하여, 반도체 웨이퍼 표면과 참호 바닥면 및 측면의 금속 이온 및 불순물 제거 효과가 우수할 수 있다.
상기 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물은 각각 온도가 40~95℃일 수 있다. 상기 조건에서 불순물 제거 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 70~85℃ 일 수 있다.
상기 조건으로 반도체 웨이퍼 세정시 반도체 웨이퍼의 손상을 방지하면서 반도체 웨이퍼 표면과, 참호 바닥면 및 측면의 유기 물질과, 금속 불순물 제거 효과가 우수하여 반도체 소자 수율이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예
(1) 광물 파우더 제조: 명반석 5~16 중량%, 중정석 3~15 중량%, 하석 2~10 중량%, 규석 1~10 중량%, 규회석 1~10 중량%, 방해석 10~25 중량%, 첨정석 8~20 중량%, 석류석 7~20 중량%, 백운석 5~20 중량%, 마그네사이트 4~25 중량%, 질석 2~15 중량%, 부석 1~10 중량% 및 단백석 1~7 중량%를 포함하는 광물 혼합물을 준비하였다. 상기 광물 혼합물 구성 성분을 각각 100 메쉬 크기로 분쇄한 다음 혼합하여 분쇄물을 제조하였다. 상기 분쇄물을 전기 소성로에 투입하고 700~950℃에서 가열 및 혼합하여 혼합물을 제조한 다음, 상기 혼합물은 온도 5~25℃ 및 습도 30~60%의 보관창고에서 2~5일 동안 숙성하였다.
상기 숙성된 혼합물을 유동층형 제트밀 분쇄 시스템에 장입하고, 분체가공(분쇄압력 0.5~3MPa, 분급기 회전속도 6,000~10,000rpm, 공급기(Ultrasonic Feeder) 진동수 8~13Hz 및 분쇄기 전류 4.5~7.5A 조건) 하여 평균크기 3㎛ 및 비표면적 3,000~6,000m2/g인 광물 파우더를 제조하였다.
(2) 제1 반도체 세정용 조성물 제조: 암모니아, 과산화수소 및 물을 1:1:5 중량비로 포함하는 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.001 중량부를 포함하며, 온도: 70~85℃인 제1 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
(3) 제2 반도체 세정용 조성물 제조: 염산, 과산화수소 및 물을 1:1:6 중량비로 포함하는 세정용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.001 중량부를 포함하며, 온도: 70~85℃인 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 1
명반석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 2
중정석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 3
하석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 4
규석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 5
규회석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 6
방해석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 7
첨정석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 8
마그네사이트 및 질석을 미포함한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 광물 파우더를 제조하였으며, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
비교예 9
상기 광물 파우더를 포함하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 제1 반도체 세정용 조성물 및 제2 반도체 세정용 조성물을 제조하였다.
실험예
반도체 웨이퍼 세정: 베어 웨이퍼(bare wafer)를 이용하여 노광, 증착 및 식각 등의 공정(FAB)을 거친 반도체 웨이퍼(깊이: 1㎛, 폭: 5nm, 종횡비: 200)를 준비하였다.
상기 반도체 웨이퍼에 대하여, 실시예 및 비교예로부터 제조된 제1 반도체 세정용 조성물과 접촉하고, 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 1차 린스한 다음, 상기 반도체 웨이퍼를 불화수소(HF)에 침적하고, 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 2차 린스하였다. 그 다음에 상기 반도체 웨이퍼를 실시예 및 비교예를 통해 제조된 제2 반도체 세정용 조성물과 각각 접촉하고, 상기 반도체 웨이퍼를 순수로 3차 린스한 다음, 상기 반도체 웨이퍼를 건조하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하였다.
상기 실시예 및 비교예 조성물을 이용하여 반도체 웨이퍼를 각 100장 세정한 다음, 상기 반도체 웨이퍼를 검수하여 웨이퍼 수율을 평가하였으며, 반도체 세정시 배관 막힘 등 설비 부하 여부를 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112021073764149-pat00001
상기 표 1의 결과를 참조하면, 상기 실시예는, 본 발명의 조건을 벗어난 비교예 1~9 보다 반도체 웨이퍼 표면 및 고종횡비를 갖는 참호 바닥면과 측면의 세정 효율성이 우수하여 웨이퍼 수율이 더 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 광물 파우더를 적용하지 않은 비교예 9의 경우, 오염 물질의 세정 과정에서 배관 막힘 등 설비 부하가 발생함을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 광물 파우더를 포함하며,
    상기 광물 파우더는 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광물 파우더는,
    상기 명반석, 중정석, 하석, 규석, 규회석, 방해석, 첨정석, 석류석, 백운석, 마그네사이트, 질석, 부석 및 단백석을 포함하는 광물 혼합물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계;
    상기 분쇄물을 700~950℃에서 가열 및 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물을 분체 가공하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분체 가공은 상기 혼합물을 분쇄압력 0.5~3MPa, 분급기 회전속도 6,000~10,000rpm, 공급기(Ultrasonic Feeder) 진동수 8~13Hz 및 분쇄기 전류 4.5~7.5A 조건으로 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광물 혼합물은 명반석 5~16 중량%, 중정석 3~15 중량%, 하석 2~10 중량%, 규석 1~10 중량%, 규회석 1~10 중량%, 방해석 10~25 중량%, 첨정석 8~20 중량%, 석류석 7~20 중량%, 백운석 5~20 중량%, 마그네사이트 4~25 중량%, 질석 2~15 중량%, 부석 1~10 중량% 및 단백석 1~7 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광물 파우더는 평균 입경 1~6㎛ 및 비표면적 1,500~6,000m2/g인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 물, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3), 아세트산(CH3COOH), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 불화수소(HF) 및 불화암모늄(NH4F) 중 하나 이상의 세정 용제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조성물은 세정 용제 100 중량부 및 광물 파우더 0.0005~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 조성물은 계면활성제, 부식방지제 및 킬레이트제 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 따른 반도체 웨이퍼 세정용 조성물과 반도체 웨이퍼를 접촉하여, 상기 반도체 웨이퍼 표면 및 참호(hole) 내부의 오염물질을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정방법.
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