KR19980045335A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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KR19980045335A KR1019960063517A KR19960063517A KR19980045335A KR 19980045335 A KR19980045335 A KR 19980045335A KR 1019960063517 A KR1019960063517 A KR 1019960063517A KR 19960063517 A KR19960063517 A KR 19960063517A KR 19980045335 A KR19980045335 A KR 19980045335A
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polysilicon film
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acid mixed
ultrapure water
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KR1019960063517A
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Inventor
최행관
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김영환
현대전자산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 게이트 폴리실리콘상에 형성된 파티클 및 P2O5막을 제거하기 위한 세정방법에 관한 것이다. 본 발명의 세정방법 폴리실리콘막을 황산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과, 황산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 불산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과, 불산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 암모니아 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a cleaning method for removing particles and P 2 O 5 film formed on the gate polysilicon. Washing method of the present invention washing the polysilicon film with a sulfuric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, washing the polysilicon film cleaned with a sulfuric acid mixed solution with a hydrofluoric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, and washing with a hydrofluoric acid mixed solution And a step of washing the polysilicon film with ammonia mixed solution and rinsing with ultrapure water.

Description

반도체 소자의 제조방법.Method of manufacturing a semiconductor device.

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 게이트 폴리실리콘 막 상에 형성되는 P2O5막을 제거하기 위한 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a cleaning method for removing a P 2 O 5 film formed on a gate polysilicon film.

통상, 반도체 소자의 게이트 전극 패턴은 반도체 기판 상에 게이트 산화막 및 폴리실리콘막을 순차적으로 형성하고, 폴리실리콘막에 전도성을 부여하기 위하여 POCl3를 도핑한 상태에서, 마스크 및 식각 공정을 실시하여 형성한다. 그러나, 상기 공정에서, 폴리실리콘막 상에 파티클 및 P2O5막이 형성됨으로써, 후속의 공정에서 소자의 불량을 유발하게 되고, 이러한 파티클 및 P2O5막을 완전하게 제거하지 않으면 반도체 소자의 집적도가 증가할 수록 신뢰성의 저하가 더욱 커지게 된다.In general, a gate electrode pattern of a semiconductor device is formed by sequentially forming a gate oxide film and a polysilicon film on a semiconductor substrate, and performing a mask and an etching process with POCl 3 doped to impart conductivity to the polysilicon film. . In the above process, however, the particles and the P 2 O 5 film are formed on the polysilicon film, thereby causing the defect of the device in the subsequent process, and the degree of integration of the semiconductor device if the particles and the P 2 O 5 film are not completely removed. As the increases, the lower the reliability.

따라서, 상기와 같은 파티클 및 P2O5막은 반드시 제거해 주어야 하며, 종래 파티클 및 P2O5막은 다음과 같은 방법으로 제거한다.Therefore, the particles and P 2 O 5 film as described above must be removed, the conventional particles and P 2 O 5 film is removed in the following manner.

폴리실리콘막 상의 파티클 P2O5막을 제거하기 위하여, 먼저, 폴리실리콘막을 H2SO4+H2O2의 황산 혼합 용액으로 세정하고, 세정된 폴리실리콘막을 초순수를 사용하여 QDR(Quick Dump Rinse) 방식으로 린스한다. 그런 다음, 황산 혼합 용액으로 세정된 폴리실리콘막을 HF+H2O의 불산 혼합 용액으로 세정하고, 초순수를 오버 플로우(over flow)시킨다. 마지막으로, 불산 혼합 용액에 의해 세정된 폴리실리콘막을 HCl + H2O2+ H2O의 염산 혼합 용액으로 세정하고, 초순수로 린스한다.In order to remove the particle P 2 O 5 film on the polysilicon film, first, the polysilicon film is washed with a sulfuric acid mixed solution of H 2 SO 4 + H 2 O 2 , and the cleaned polysilicon film is subjected to QDR (Quick Dump Rinse) using ultrapure water. Rinse in a manner. Then, the polysilicon film washed with the sulfuric acid mixed solution is washed with a hydrofluoric acid mixed solution of HF + H 2 O, and the ultrapure water is overflowed. Finally, the polysilicon film washed with the hydrofluoric acid mixed solution is washed with a hydrochloric acid mixed solution of HCl + H 2 O 2 + H 2 O and rinsed with ultrapure water.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은, 세정의 마지막 단계에서 사용된 HCl 혼합 용액이 그 특성상 증기(fume)를 발생시킴으로써, 폴리실리콘막 상의 파티클을 제거하지 못하고, 오히려 파티클을 생성시키는 문제점이 있었다.However, the prior art as described above has a problem in that the HCl mixed solution used in the last step of the cleaning generates fumes due to its characteristics, so that particles on the polysilicon film cannot be removed, but rather particles are generated.

따라서, 본 발명은 HCl 대신 증기가 발생되지 않은 NH4OH을 사용하여 파티클을 제거 효율을 향상시킴으로서, 소자 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can improve device reliability by improving particle removal efficiency by using NH 4 OH, which does not generate steam instead of HCl.

도 1은 NH4OH : H2O2: H2O = 1t: 4 : 20인 25℃의 암모니아 혼합 용액으로 폴리실리콘막을 세정한 후의 표면 거칠기를 나타낸 사진.1 is a photograph showing surface roughness after washing a polysilicon film with an ammonia mixed solution at 25 ° C. in which NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1t : 4: 20.

도 2는 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 2 : 10인 45℃의 암모니아 혼합 용액으로 폴리실리콘막을 세정한 후의 표면 거칠기를 나타낸 사진.FIG. 2 is a photograph showing surface roughness after washing a polysilicon film with a 45 ° C. ammonia mixed solution having NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 2: 10. FIG.

도 3은 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 4 : 20인 45℃의 암모니아 혼합 용액으로 폴리실리콘막을 세정한 후의 표면 거칠기를 나타낸 사진.3 is a photograph showing surface roughness after washing a polysilicon film with a 45 ° C. ammonia mixed solution having NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 4: 20. FIG.

상기와 같은 목적은, 폴리실리콘막을 황산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과, 황산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 불산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과, 불산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 암모니아 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법에 의하여 달성된다.The above object is a process of washing a polysilicon film with a sulfuric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, a process of washing the polysilicon film cleaned with a sulfuric acid mixed solution with a hydrofluoric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, and a solution with a hydrofluoric acid mixed solution The polysilicon film is washed with ammonia mixed solution and rinsed with ultrapure water.

[실시예]EXAMPLE

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

폴리실리콘막 상의 파티클 및 P2O5막을 제거하기 위한 세정방법을 설명하면 다음과 같다.The cleaning method for removing the particles on the polysilicon film and the P 2 O 5 film is as follows.

먼저, H2SO4+H2O2의 황산 혼합 용액으로 세정하다. 이때, 황산 혼합 용액의 온도를 약 115 내지 125℃로 유지시켜 황산의 발열 반응과 증기 발생을 억제한다. 이어서, 황산 혼합 용액으로 세정된 폴리실리콘막을 초순수를 사용하여 QDR 방식으로 린스한다. 그런 다음, 황산 혼합 용액으로 세정된 폴리실리콘막을 실온의 HF + H2O의 불산 혼합 용액으로 세정한 후, 그런 다음, 황산 혼합 용액에 의해 세정된 폴리실리콘막을 실온의 HF+H2O 불산 혼합 용액으로 세정한 후, 초순수를 오버 플로우시킨다. 그리고 나서, 불산 혼합 용액에 의해 세정된 폴리실리콘막을 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 4 : 20 인 암모니아 혼합 용액으로 세정한 후, 초순수로 오버 플로우시켜 린스한다. 이때 암모니아 혼합 용액의 온도는 약 45℃를 유지한다.First, it is washed with sulfuric acid and a mixed solution of H 2 SO 4 + H 2 O 2. At this time, the temperature of the sulfuric acid mixed solution is maintained at about 115 to 125 ℃ to suppress the exothermic reaction and steam generation of sulfuric acid. Then, the polysilicon film washed with the sulfuric acid mixed solution is rinsed in a QDR method using ultrapure water. After then, washed with a hydrofluoric acid mixed solution of a polysilicon film at room temperature for HF + H 2 O washed with sulfuric acid mixed solution, and then, HF + H 2 O HF mixture at room temperature for a polysilicon film is washed with sulfuric acid mixed solution After washing with the solution, the ultrapure water is overflowed. Then, the polysilicon film washed with the hydrofluoric acid mixed solution is washed with ammonia mixed solution with NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 4: 20, and then overflowed with ultrapure water and rinsed. At this time, the temperature of the ammonia mixed solution is maintained at about 45 ℃.

도 1 내지 도 3은 암모니아 혼합 용액의 NH4OH, H2O2, H2O의 혼합 비율 및 암모니아 혼합 용액의 온도에 따른 암모니아 세정후의 폴리실리콘막의 표면 거칠기를 나타낸 사진이다.1 to 3 are photographs showing the surface roughness of the polysilicon film after ammonia washing according to the mixing ratio of NH 4 OH, H 2 O 2 , H 2 O in the ammonia mixed solution and the temperature of the ammonia mixed solution.

도 1은 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 4 : 20 인 암모니아 혼합 용액 25℃에서 세정한 후의 폴리실리콘막의 표면을 찍은 사진으로, 폴리실리콘 알갱이의 표면 거칠기 정도인 RMS(Root Means Square)는 4.554nm이다.1 is a photograph of the surface of a polysilicon film after washing at 25 ° C. with an ammonia mixed solution having NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 4: 20, wherein RMS (the surface roughness of the polysilicon grains) is about Root Means Square is 4.554 nm.

도 2는 NH4OH : H2O2: H2O = 1t: 2 : 10 인 암모니아 혼합 용액 45℃에서 세정한 후의 폴리실리콘막의 표면을 찍은 사진으로, 폴리실리콘 알갱이의 RMS는 4.019nm이다.Fig. 2 is a photograph of the surface of the polysilicon film after washing at 45 ° C. with an ammonia mixed solution having NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1t : 2: 10, and the RMS of the polysilicon grains is 4.019 nm. .

도 3은 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 4 : 20 인 암모니아 혼합 용액을 45℃에서 세정한 후의 폴리실리콘막의 표면을 찍은 사진으로, 폴리실리콘 알갱이의 RMS는 3.526nm이다.Fig. 3 is a photograph of the surface of the polysilicon film after washing the ammonia mixed solution of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 20 at 45 ° C., wherein the RMS of the polysilicon grains is 3.526 nm. .

따라서, 표면 거칠기 정도인 RMS 값이 작을수록 알갱이의 크기가 작고 균일한 것이기 때문에, 폴리실리콘막을 NH4OH : H2O2: H2O = 1 : 4 : 20이고, 온도가 45℃인 암모니아 혼합 용액으로 세정하는 경우가 가장 바람직하고, 또한, 암모니아는 증기 현상이 발생되지 않기 때문에 파티클의 제거 효율을 상승시킬 수 있다.Therefore, the smaller the RMS value of the surface roughness is, the smaller and more uniform the grain size is. Therefore, the polysilicon film is ammonia having NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 4: 20 and having a temperature of 45 ° C. It is most preferable to wash | clean with a mixed solution, and since ammonia does not generate | occur | produce steam, it can raise the particle removal efficiency.

이상에서와 같이, 본 발명이 반도체 소자의 제조방법은, 폴리실리콘막 상에 발생된 파티클 및 P2O5막을 완전하게 제거함으로써, 소자의 신뢰성 및 제조 수율을 향상시킬 수 있다.As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the particles and the P 2 O 5 film generated on the polysilicon film are completely removed, thereby improving the reliability and manufacturing yield of the device.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, modifications and variations can be made by those skilled in the art. Accordingly, the following claims are to be understood as including all modifications and variations as long as they fall within the true spirit and scope of the present invention.

Claims (6)

폴리실리콘막을 황산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과,Washing the polysilicon film with a sulfuric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, 황산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 불산 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정과,Washing the polysilicon film washed with a sulfuric acid mixed solution with a hydrofluoric acid mixed solution and rinsing with ultrapure water, 불산 혼합 용액으로 세정된 상기 폴리실리콘막을 암모니아 혼합 용액으로 세정 및 초순수로 린스하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And a step of washing the polysilicon film washed with the hydrofluoric acid mixed solution with ammonia mixed solution and rinsing with ultrapure water. 제 1 항에 있어서, 상기 황산 혼합 용액의 온도는 약 115 내지 125℃인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the temperature of the sulfuric acid mixed solution is about 115 to 125 ℃. 제 1 항에 있어서, 상기 불산 혼합 용액의 온도는 실온인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature of the hydrofluoric acid mixed solution is room temperature. 제 1 항에 있어서, 상기 암모니아 혼합 용액은 NH4OH, H2O2, 및 H2O의 혼합인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ammonia mixed solution is a mixture of NH 4 OH, H 2 O 2 , and H 2 O. 제 4 항에 있어서, 상기 NH4OH : H2O2: H2O의 혼합 비율은 1 : 4 : 20인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the mixing ratio of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O is 1: 4: 20. 제 1 항에 있어서, 상기 암모니아 혼합 용액의 온도는 약 45℃인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the temperature of the ammonia mixed solution is about 45 ° C.
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KR100488378B1 (en) * 2000-06-26 2005-05-11 가부시끼가이샤 도시바 Wafer cleaning method and apparatus

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