KR19980054521A - 반도체소자의 세정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 세정 방법에 관한 것으로, 실리콘 기판이 노출되는 세정 공정시 강산의 케미칼 처리에 의해서 표면에 존재하는 음이온을 제거하기 위하여 세조 공정중 불산을 소량첨가시키는 것이다. 불산의 첨가로 인하여 실리콘 기판에 성장되는 케미칼 산화막의 성장이 억제되고, 따라서 케미칼 산화막 상에 쉽게 잔류하는 음이온을 감소시킬 수 있다.

Description

반도체소자의 세정 방법

본 발명은 반도체소자의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 실리콘 기판이 노출되는 세정 공정시 케미칼 처리에 의해서 표면에 존재하는 음이온을 제거하기 위하여 세정 공정중 불산을 소량 첨가시켜서 케미칼 산화막의 성장을 억제시켜 음이온이 케미칼 산화막에 흡착되는 것을 최소화할 수 있도록 하는 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 제조공정에 있어서 실리콘 기판에 존재하는 오염물질 제거의 중요성은 소자의 집적도가 증가할수록 높아지고 있다. 이러한 오염물질을 제거하기 위해서 공정을 진행하기전이나 식각공정후에 일반적으로 세정 공정을 실시하는데 케미칼의 종류에 따라서 NO₃-(HNO₃), Cl^-(HCl), SO₄ ^2-(H₂SO₄), PO₄ ^3-(H₃PO₄) 이온들이 실리콘 기판상에 남게 되고, 상기 음이온이 포함된 케미칼 산화막이 형성된다. 이러한 음이온들은 다음 린스 공정중에도 완전히 제거가 되지 않아서 후속 공정에 영향을 준다. 즉, 전기음성도가 크기 때문에 기판으로부터 전자를 잡아당겨서 금속성 불순물에 쉽게 오염되게 만들고 후속 드라이 공정에서 워터 마크(Water Mark)를 생성한다. 또한, 후속 증착 또는 산화 공정에서 파티클을 발생시키는 주 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 실리콘 기판 상에 존재하는 음이온은 소자의 수율에 큰 영향을 미치게 된다.

세정 관점에서 최근에는, 실리콘 기판에 흡착되는 음이온을 제거하는 방법과 분석하는 방법이 대단히 어렵기 때문에 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

본 발명은 상기한 강산 세정후 실리콘 기판위에 음이온이 남는 문제를 해결하기 위하여 세정시 강산에 소량의 불산을 첨가시켜서 케미칼 산화막의 성장을 억제함에 따라서 케미칼 산화막 상에 쉽게 잔류하는 음이온을 감소시키도록 하는 실리콘 기판으로 부터 음이온 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체소자 세정 공정시 강산성을 이용하는 세정 공정에서 소량의 불산(HF)을 첨가하여 세정 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 강산성을 이용하는 세정 공정에서 강산성은 HNO₃, HCl, H₂SO₄또는 H₃PO₄이다.

상기 세정 공정의 단계가 피라나(Piranha : H₂SO₄+ H₂O₂혼합) → 핫 QDR(Hat Quick Dump Rinse) → HF →오버 플로우 린스 → SC-1(Standard Cleaning-1)(NH₄OH + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → SC-2(HCl + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → 드라이 공정으로 진행될 때 상기 피라나 단계와, SC-2 단계에서 소량의 불산을 첨가하는 것이다.

상기와 같이 강산성을 이용하는 세정 공정에서 약산에 속하는 불산을 소량 첨가하는 공정은 실리콘 기판이 노출되는 세정 공정에 모두 적용할 수가 있다.

본 발명은 강산 세정시 불산을 소량 첨가함으로 인하여 케미칼 산화막 성장을 억제시킴으로 인하여 케미칼 산화막 상에 쉽게 흡착되는 음이온을 억제시킬 수 있다.

상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 반도체소자 제조시 적용되는 세정공정의 단계는 다음과 같다.

피라나(Piranha : H₂SO₄+ H₂O₂혼합) → 핫 QDR(Quick Dump Rinse) → HF →오버 플로우 린스 → SC-1(Standard Cleaning-1)(NH₄OH + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → SC-2(HCl + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → 드라이 공정이다.

참고로, 상기 핫 QDR 대신에 콜드(Cold) QDR 공정을 이용할 수가 있으며, 상기 오버 플로우 공정은 물을 웨이퍼 표면에 계속적으로 흘려주어 케미칼을 세정하는 것이다. 또한, SC-1 또는 SC-2의 공정에서 질산(HNO₃)을 이용할 수 있다.

본 발명은 상기 세정 단계중에서 강산성을 이용하는 공정 단계 예를들어 피라나 및 SC-2 세정 공정에서 HF를 소량(혼합액의 약 0.2-1.0%)을 첨가시켜 세정공정을 진행함으로써 케미칼 산화막 성장을 억제시킨다. 따라서, 표면은 불산의 작용으로 안정된 수소 종단이 되어서 음이온이 부착되는 것을 방지한다.

본 발명은 실리콘 기판상에 오염물을 제거하기 위하여 강산성 세정(HNO₃, HCl, H₂SO₄또는 H₃PO₄등)을 이용하는 경우에 강산성 세정 공정에 소량의 불산을 첨가하면 산화막의 최초식각과 표면이 안정된 수소 종단 처리가 가능하기 때문에 음이온의 흡착을 방지할 수 있다. 따라서, 전술한 바와같이 음이온 흡착에 따른 문제점 해결이 가능함에 따라 음이온 흡착의 방지로 후속 린스 타임의 감소가 가능하다. 그 결과 사용되는 추순수의 양도 크게 감소한다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

1. 반도체소자 세정 공정시 강산성을 이용하는 세정 공정에서 소량의 불산(HF)을 첨가하여 세정 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 강산성을 이용하는 세정 공정에서 강산성은 HNO₃, HCl, H₂SO₄또는 H₃PO₄인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정의 단계가 피라나(Piranha : H₂SO₄+ H₂O₂혼합) → 핫 QDR(Quick Dump Rinse) → HF →오버 플로우 린스 → SC-1(Standard Cleaning-1)(NH₄OH + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → SC-2(HCl + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → 드라이 공정으로 진행될 때 상기 파라나 단계와, SC-2 단계에서 소량의 불산을 첨가하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정의 단계가 피라나(Piranha : H₂SO₄+ H₂O₂혼합) → 콜드 QDR(Quick Dump Rinse) → HF →오버 플로우 린스 → SC-1(Standard Cleaning-1)(NH₄OH + H₂O₂혼합) → 핫 QDR → SC-2(HCl + H₂O₂혼합) → 콜드 QDR → 드라이 공정으로 진행될 때 상기 피라나 단계와, SC-2 단계에서 소량의 불산을 첨가하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정방법.
5. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 소량의 불산은 강산성과 H₂O₂의 혼합 용액의 0.2-1.0%인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정 방법.