KR19980030939A - Wafer cleaning method - Google Patents

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문환성
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김영환
현대전자산업 주식회사
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

웨이퍼 세정방법.Wafer cleaning method.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

웨이퍼 표면에 잔류하여 소자 형성에 영향을 줄 수 있는 불순물인 유기물을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 세정방법을 제공하고자 함.It is intended to provide a wafer cleaning method that can effectively remove organic matter, which is an impurity that remains on the wafer surface and can affect device formation.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

불순물 이온의 도핑 또는 이온 주입된 실리콘막이 형성된 웨이퍼 표면의 유기물을 제거하기 위한 세정방법에 있어서, 상기 웨이퍼를 과산화수소수를 사용하여 세정하여 상기 실리콘막상부에 산화막을 성장시키는 단계; 및 황산과 과산화수소수가 혼합된 혼합 용액을 사용하여 상기 웨이퍼상의 유기물을 제거하는 단계를 포함해서 이루어진 웨이퍼 세정방법을 제공하고자 함.CLAIMS 1. A cleaning method for removing an organic material on a surface of a wafer on which a silicon film implanted with an impurity ion or an ion implantation is formed, the method comprising: growing an oxide film on the silicon film by cleaning the wafer with hydrogen peroxide; And removing an organic material on the wafer by using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

반도체 소자 제조 공정 중 웨이퍼 세정 공정에 이용됨.Used in wafer cleaning process in semiconductor device manufacturing process.

Description

웨이퍼 세정방법Wafer cleaning method

본 발명은 반도체 소자 제조 공정시 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼상에 잔류하는 유기물 제거에 효과적인 황산을 이용한 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of cleaning a wafer in a semiconductor device manufacturing process, and more particularly to a method of cleaning a wafer using sulfuric acid, which is effective for removing organic matter remaining on a wafer.

일반적으로, 각 단위 공정을 끝낸 웨이퍼는 웨이퍼 표면에 잔류하여 소자(Device) 형성에 영향을 줄 수 있는 파티클이나 오염물질을 제거하기 위해 세정(Cleaning) 공정을 거치게 되는데, 웨이퍼의 표면에 잔류하여 소자 형성에 영향을 줄 수 있는 파티클이나 오염물질로는 첫째, 결정 결함, 핀홀 및 콘택 통전 불량을 야기하는 탄소 및 그 계열 화합물인 포토레지스트 찌거기와 현상액내의 계면 활성제 성분 등의 유기물과 둘째, 배선 단선, 저항 증대등과 같은 패턴 불량을 야기시키는 산화물, 질화물 및 기타 장비의 파티클로 인한 무기물이 있고, 셋째, 접합 누설 및 수명을 감소시키는 등의 문제점을 야기시키는 알루미늄, 나트륨 및 구리 등의 금속불순물과 콘택 통전 불량 및 필름의 특성 열화를 야기시키는 대기 및 수중에서 저절로 성장한 산화막 즉, 자연산화막(Native Oxide)등이 있다.In general, the wafer after each unit process is cleaned on the surface of the wafer to remove particles or contaminants that may affect the formation of the device and remain on the surface of the wafer. Particles and contaminants that may affect the formation include, firstly, organic matter such as carbon and its series of photoresist residues and surfactant components in the developer, and wiring breakage, which cause crystal defects, pinholes, and poor contact conduction. Minerals from particles of oxides, nitrides, and other equipment that cause pattern defects such as increased resistance; and third, metal impurities such as aluminum, sodium, and copper, which cause problems such as reducing joint leakage and lifetime. An oxide film, that is, spontaneously grown in air and water, which causes poor current conduction and deterioration of film properties. Oxide and the like (Native Oxide).

도1은 종래기술 및 그 문제점을 설명하기 위한 개념도로서, 결정 결함, 핀홀 및 콘택 통전 불량을 야기하는 탄소 및 그 계열 화합물인 포토레지스트 찌거기와 현상액내의 계면 활성제 성분 등의 유기물을 효과적으로 제거하기 위한 세정 공정에 관한 것이다.1 is a conceptual diagram illustrating the prior art and its problems, and is a cleaning process for effectively removing organic substances such as carbon and photoresist residues thereof, and surfactant components in a developer, which cause crystal defects, pinholes, and poor contact conduction. It is about process.

먼저, 실리콘 기판(1)상에 형성된 다결정 또는 단결정 실리콘막(2)은 증착한 후, 전도막으로서 사용하기 위해 불순물()을 도핑하는 공정, 상기 실리콘막(2)상에 포토레지스트를 도포한 후, 일련의 리쏘그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트를 패터닝한 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 상기 실리콘막(2)을 패터닝하는 공정 또는 포토레지스트를 이온주입 마스크로 사용하여 소정부위의 실리콘막(2)상에 불순물 이온을 주입하는 공정 등의 여러 단위 공정을 거치면서 상기 식각 및 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 찌거기와 현상액내의 계면 활성제 성분 등의 유기물에 의해 오염되었다.First, the polycrystalline or single crystal silicon film 2 formed on the silicon substrate 1 is deposited, and then impurities (for use as a conductive film) are deposited. Doping), applying a photoresist on the silicon film 2, patterning the photoresist by a series of lithography processes, and then etching the photoresist pattern as an etch barrier. Photoresist residue used as the etch and ion implantation mask while undergoing several unit processes such as patterning a photoresist or implanting impurity ions onto the silicon film 2 of a predetermined portion using a photoresist as an ion implantation mask. And organic substances such as surfactant components in the developer.

따라서, 상기 유기물에 의해 이후의 공정에서 결정 결함, 핀홀 및 콘택 통전 불량을 야기하기 시키는 것을 방지하기 위해 약 130℃의 황산()과 과산화수소()가 3 : 1 로 혼합된 화학용액(Chemical)을 사용하여 웨이퍼를 세정하였다.Thus, sulfuric acid at about 130 ° C. may be used to prevent the organics from causing crystal defects, pinholes, and poor contact conduction in subsequent processes. ) And hydrogen peroxide ( The wafer was cleaned using a chemical solution mixed with 3: 1.

그러나, 이때 세정용액인 황산()과 상기 실리콘막(2)내에 도핑 또는 이온 주입되어있는 인()이 반응하여 상기 실리콘막(2)내의 인()이 아우트디퓨젼(Outdiffusion)되어 상기 실리콘막(2)내의 인()의 농도가 낮아지는 등의 문제점이 있었다.However, at this time, sulfuric acid (a cleaning solution) ) And phosphorus doped or ion implanted into the silicon film 2 Reacts to form phosphorus in the silicon film 2 ) Is outdiffused to form phosphorus in the silicon film 2. There was a problem such that the concentration of h) decreases.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 웨이퍼 표면에 잔류하여 소자 형성에 영향을 줄 수 있는 불순물인 유기물을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention devised to solve the above problems is to provide a wafer cleaning method capable of effectively removing organic matter, which is an impurity that may remain on the wafer surface and affect device formation.

도1은 종래기술에 웨이퍼 세정 공정 단면도,1 is a cross-sectional view of a wafer cleaning process in the prior art;

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 세정 공정 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the wafer cleaning process according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 실리콘 기판 20 : 실리콘막10 silicon substrate 20 silicon film

30 : 산화막30: oxide film

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 불순물 이온의 도핑 또는 이온 주입된 실리콘막이 형성된 웨이퍼 표면의 유기물을 제거하기 위한 세정방법에 있어서, 상기 웨이퍼를 과산화수소수를 사용하여 세정하여 상기 실리콘막상부에 산화막을 성장시키는 단계; 및 황산과 과산화수소수가 혼합된 혼합 용액을 사용하여 상기 웨이퍼상의 유기물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cleaning method for removing an organic material on the surface of a wafer on which a silicon film is doped or implanted with impurity ions, wherein the wafer is cleaned using hydrogen peroxide solution to form an oxide film on the silicon film. Growing; And removing the organic material on the wafer using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 세정 공정 단면도로서, 실리콘 기판(10)상에 형성된 다결정 또는 단결정 실리콘막(2)을 증착한 후, 전도막으로서 사용하기 위해 불순물()을 도핑하는 공정, 상기 실리콘막(20)상에 포토레지스트를 도포한 후, 일련의 리쏘그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트를 패터닝한 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 상기 실리콘막(20)을 패터닝하는 공정 또는 포토레지스트를 이온주입 마스크로 사용하여 소정부위의 실리콘막(20)상에 불순물 이온을 주입하는 공정 등의 여러 단위 공정을 거치면서 상기 식각 및 이온주입 마스크로 사용된 포토레지스트 찌거기와 현상액내의 계면 활성제 성분 등의 유기물에 의해 오염된 웨이퍼를 황산을 이용한 세정 공정전에 상온에서 약 30%의 농도를 갖는 과산화수소수()를 사용하여 상기 웨이퍼를 세정처리하여 상기 실리콘막(20) 상부에 산화막(30)을 성장시킨 다음, 약 130℃의 황산()과 과산화수소()가 3 : 1 로 혼합된 화학용액(Chemical)을 사용하여 웨이퍼를 세정한 것을 도시한 것이다.2 is a cross-sectional view of a wafer cleaning process according to an embodiment of the present invention, after depositing a polycrystalline or single crystal silicon film 2 formed on a silicon substrate 10, and then using an impurity (eg, a conductive film) for use as a conductive film. Doping), applying a photoresist on the silicon film 20, patterning the photoresist by a series of lithography process, and then using the photoresist pattern as an etch barrier the silicon film 20 Photoresist residue used as the etch and ion implantation mask while undergoing several unit processes such as patterning a process or implanting impurity ions onto the silicon film 20 at a predetermined portion using a photoresist as an ion implantation mask. And about 30 wafers contaminated with organics such as surfactant component in developer at room temperature before cleaning process with sulfuric acid. Hydrogen peroxide with a concentration of The wafer is cleaned by using a C, and the oxide film 30 is grown on the silicon film 20, and then sulfuric acid of about 130 ° C. ) And hydrogen peroxide ( ) Shows the cleaning of the wafer using a chemical solution mixed with 3: 1.

이후에 상기 과산화수소수에 의해 생성된 산화막을 제거한 후, 순수(DI Water)를 사용한 세정 공정을 진행한다.Thereafter, after the oxide film generated by the hydrogen peroxide solution is removed, a washing process using pure water (DI Water) is performed.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 웨이퍼 표면에 잔류하여 소자(Device) 형성에 영향을 줄 수 있는 오염물인 유기를 제거하기 위한 황산 세정 공정 전에 과산화수소수에 의한 세정 공정을 실시하여 웨이퍼 전면에 산화막을 성장시킨 다음 황산 세정 공정을 거침으로써, 상기 실리콘막내에 도핑 또는 이온 주입되어있는 인()이 세정용액인 황산()과 반응하여 상기 실리콘막의 인()이 아우트디퓨젼(Outdiffusion)되어 상기 실리콘막내의 인()의 농도가 낮아지는 것을 방지할 수 있어 웨이퍼 표면 농도 안정화 및 세정 효과를 향상시킬 수 있다.In the present invention as described above, the oxide film is grown on the entire surface of the wafer by performing a cleaning process with hydrogen peroxide prior to the sulfuric acid cleaning process for removing organic substances, which are contaminants that may remain on the surface of the wafer and affect device formation. Next, the phosphorus doped or ion implanted into the silicon film Is sulfuric acid React with phosphorus in the silicon film ) Is outdiffusion and the phosphorus in the silicon film ) Can be prevented from lowering, thereby improving the wafer surface concentration stabilization and cleaning effect.

Claims (3)

불순물 이온의 도핑 또는 이온 주입된 실리콘막이 형성된 웨이퍼 표면의 유기물을 제거하기 위한 세정방법에 있어서,In the cleaning method for removing the organic material on the surface of the wafer on which a silicon film implanted with an impurity ion or ion implanted is formed, 상기 웨이퍼를 과산화수소수를 사용하여 세정하여 상기 실리콘막상부에 산화막을 성장시키는 단계; 및Cleaning the wafer with hydrogen peroxide solution to grow an oxide film on the silicon film; And 황산과 과산화수소수가 혼합된 혼합 용액을 사용하여 상기 웨이퍼상의 유기물을 제거하는 단계를 포함해서 이루어진 웨이퍼 세정방법.And removing the organic matter on the wafer by using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide water. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과산화수소수를 사용한 세정 공정은 상온에서 진행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.The cleaning process using the hydrogen peroxide water is a wafer cleaning method, characterized in that proceeds at room temperature. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 과산화수소수를 사용한 세정 공정시 사용되는 과산화수소수의 농도는 약 30%인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.The concentration of the hydrogen peroxide used in the washing process using the hydrogen peroxide water is about 30 Wafer cleaning method characterized by the above-mentioned.
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