KR19980065607A - 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 타타늄화합물 세정액 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액은, 순수에 과산화수소와 EDTA(Ethylenediamine Tetraacetic Acid) 및 수산화칼륨을 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 세정액을 사용하여 세정공정을 실시할 경우, 종래의 알미늄 쉴드 세정방법에서 발생되는, 과다한 시간이 걸리고, 세정액을 수시로 교체시키야 하며, 알미늄 쉴드가 손상되고, 유해한 화학물질을 사용해야 하는 문제점을 줄이거나 없앨 수 있다는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액

본 발명은 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액의 조성에 관한 것이다.

반도체장치의 제조에 있어서, 소자를 형성하는 과정에서 웨이퍼에 티타늄이나 질화티타늄을 침적(Deposition)하는 공정이 있다. 이러한 공정은 공정챔버에서 이루어지는데 공정챔버 내부의 쉴드(Shield)를 알미늄으로 하는 경우가 있다. 침적공정이 진행되면 챔버내에 드러난 전면에는 티타늄 혹은 티타늄화합물이 침적되고 이들은 공정상의 불량요인이 되므로 일정 기간 공정이 이루어지면 내부를 세정하여 침적된 티타늄화합물을 제거해야 한다. 그리고 알미늄 쉴드에 침적된 티타늄화합물도 세정되어야 한다.

그런데, 종래에는 알미늄 쉴드에 침적된 티타늄화합물을 제거하는 방법은 다음과 같다.

우선, 냉각된 수산화암모늄과 과산화수소의 용액을 마련한다. 이때 화학물질등은 대형 플래스틱 용기에 넣는다. 그리고, 교반중 냉각을 위한 용기에는 냉각수단을 마련한다. 반응중에는 많은 열이 발생하므로 화학물질이 27℃를 넘지 않도록 15℃ 내지 20℃로 유지한다. 우선 탱크에 순수를 넣고 여기에 과산화수소와 수산화암모늄을 넣어 희석시키는 방법을 사용한다. 과산화수소와 수산화암모늄과 순수의 비율은 질량대비 7:1:8로 한다.

이상 세정액이 만들어지면 티타늄화합물로 침적된 알미늄 쉴드를 세정액에 담그게 된다. 세정시간은 침적물의 양에 따라 다를 것이나, 침적물이 제거되기 위해서는 대략 72시간 정도가 소요된다. 제거되는 동안 쉴드 표면에는 기포가 발생하며, 공정중에 세정액의 온도를 27℃이하로 낮게 유지해야 한다.

세정이 이루어지면, 쉴드 일부에 남은 티타늄화합물을 액중에서 연마패드를 이용하여 제거하고, 순수로 쉴드를 세척한다.

한편, 세정기간동안 알미늄 쉴드 표면은 다소 변질되어 검게 변하며, 이 부분은 20%의 질산, 3%의 불산을 순수에 용해시킨 용액에 넣어 처리한다.

이상의 처리가 끝나면, 쉴드는 순수로 세정되고, 순수의 온도는 45℃를 넘지 않도록 한다. 그리고 파티클을 필터로 제거한 질소가스를 불어서 쉴드를 건조시킨다.

그리고 표면을 거칠게 하기 위해 비드 블러스터로 쉴드 표면을 연마처리하기도 한다.

이상의 종래의 알미늄 쉴드 세정방법은 세정액이 알미늄 쉴드의 티타늄, 혹은 티타늄화합물과 반응하여 이를 제거시키는 소요시간이 길고, 한편 세정액은 자체로써도 분해되어 사용가능기간이 6시간 정도였다. 즉, 한 번의 알미늄 쉴드 세정을 위해서도 여러 번 세정액을 교환해야 하는 문제가 있었다.

또한, 세정액에 의해 티타늄 등이 제거되는 동안 알미늄도 함께 부식되어 수명을 단축시키는 문제가 있었고, 수산화암모늄은 암모니아 가스를 발생시키므로 작업자의 사용에 애로가 있었다. 더욱이, 세정과정에서 알미늄이 검게 변하므로 이를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요하고, 이를 위해 질산과 불산등 인체에 해롭고 위험한 산을 사용하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 이상의 종래의 알미늄 쉴드 세정방법에서 발생되는 문제점, 즉, 과다한 시간이 걸리고, 세정액을 수시로 교체시키야 하며, 알미늄 쉴드가 손상되고, 유해한 화학물질을 사용해야 하는 점 등을 줄이거나 없앨 수 있는, 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액은, 순수에 과산화수소와 EDTA(Ethylenediamine Tetraacetic Acid) 및 수산화칼륨을 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세정액은 경험적으로 바람직하게는 순수 : 과산화수소 : EDTA : 수산화칼륨을 질량대비 40 : 75 : 1 : 1 정도로 혼합하여 이루어지나, 각 성분이 전반적으로 20% 내외의 변이가 있어도 세정효과에서 좋은 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 EDTA는 티타늄화합물을 제거시키는 데 특히 적합성을 가지는 조성물이며, 일반적인 상태에서 수산화칼륨용액은 알미늄을 부식시키나, 본 발명의 세정액에서는 알미늄은 거의 부식시키지 않는 상태로 티타늄화합물을 제거하는 작용을 돕고 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 그 적용예를 상세히 설명한다.

본 실시예에서는 순수 : 과산화수소 : EDTA : 수산화칼륨의 질량대비를 60 : 75 : 1 : 1로 하여 세정액을 조성하였다. 이 밖에도 과산화수소와 순수의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1, 수산화칼륨의 절대량이 순수에 대해 10%이내나 기타 과다하지 않은 범위에서 EDTA와 수산화칼륨의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1의 내외인 경우에도 각각 알미늄 쉴드 세정공정에서 종래에 비해 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

이하, 본 발명의 세정액에 따른 알미늄 쉴드에서의 티타늄화합물의 제거과정을 살펴보자.

우선, 종래와 같이 큰 용기에 각 화학물질을 넣어 세정액을 조성한다. 수산화암모늄 대신에 EDTA 및 수산화칼륨이 포함된다. 본 발명의 세정액에서는 교반중과 세정액 완성 후, 종래와 같이 급격한 반응과 그로 인한 과열의 정도가 작으므로 조절이 용이하다. 혼합액은 처음에는 현탁액과 같이 뿌연 상태이나 잘 저어서 투명한 상태를 만들 수 있다.

이상의 세정액이 완성되면, 티타늄화합물이 침적된 알미늄 쉴드를 세정액에 담근다. 티타늄이 제거되기까지는 종래의 72시간에 비해 36시간 내지 72시간이 소요된다. 따라서 약간 세정시간이 짧아진다. 그러나, 이때 세정이 완료되면 알미늄 표면은 종래와 같이 검게 변색되지 않으므로 변색된 부분을 처리하기 위한 질산, 불산 용액을 이용한 처리가 생략될 수 있으므로 전체의 처리는 많이 간결해진다.

더욱이, 세정과정에서 종래와 같은 알미늄 쉴드의 부식이 거의 없음을 다음 표1을 통해 알 수 있다.

시료	최초시료무게	사 용 횟 수
		1	2	3
A	a	339	339	338	337
	b	334	332	332	331
	c	333	333	331	331
B	d	580	580	578	577
	e	583	582	581	581
	f	580	579	579	577

상기 표1에서 수치는 질량(g)을 나타내고, A는 하나의 알미늄 쉴드로 최초시료무게에 120g 정도의 티타늄화합물이 침적된 시료이며, B는 또다른 알미늄 쉴드로 최초시료무게에 170g 정도의 티타늄화합물이 침적된 시료이다.

이상의 처리 후, 순수로 세정하고, 비드 블러스터를 이용하여 거친가공을 하고, 베이크를 통해 수증기와 아웃개스를 제거하면 된다.

이상의 실시예 외에도, 과산화수소와 순수의 비율이 1:2 내지 2:1, 수산화칼륨의 절대량이 순수에 대해 10%이내이거나 기타 과다하지 않은 범위에서 EDTA와 수산화칼륨의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1의 내외인 경우에도 알미늄 쉴드 세정공정에서 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 종래의 알미늄 쉴드 세정방법에서 발생되는, 과다한 시간이 걸리고, 세정액을 수시로 교체시키야 하며, 알미늄 쉴드가 손상되고, 유해한 화학물질을 사용해야 하는 문제점을 줄이거나 없앨 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 순수에 과산화수소와 EDTA(Ethylenediamine Tetraacetic Acid) 및 수산화칼륨을 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 순수 : 과산화수소 : EDTA : 수산화칼륨을 질량대비 40 : 75 : 1 : 1 에서 각 성분을 20% 내외로 가감, 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 과산화수소와 순수의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액.
4. 제 3 항에 있어서,상기 수산화칼륨의 절대량이 순수에 대해 10%이내에서 상기 EDTA와 수산화칼륨의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 수산화칼륨의 절대량이 순수에 대해 10%이내에서 상기 EDTA와 수산화칼륨의 비율이 1 : 2 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 알미늄 쉴드의 티타늄화합물 세정액.