KR19980075138A - 씨트릭 산을 이용한 중금속 이온불순물 제거 세정방법 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 중금속 불순물 오염의 제거도 가능한 중금속 이온불순물 제거 세정방법을 개시한다.
반도체 장치 세정 방법에 있어서, 씨트릭 산을 이용하여 세정하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법을 제공한다. 상기 씨트릭 산은 과산화수소와 암모니아와 물을 혼합한 용액에 첨가하여 사용한다. 상기 중금속 이온불순물은 알루미늄, 철, 구리, 주석, 니켈 및 나트륨등을 포함하는 금속형 이온을 말한다. 상기 씨트릭 산은 10~30wt%의 용액을, 상기 과산화수소는 30wt%의 용액을, 상기 암모니아는 30wt%의 용액을 사용하고 상기 물은 탈이온수를 이용한다. 상기 혼합한 용액의 사용온도는 23~80℃의 범위에서 사용하고 진행시간은 1~20분 정도의 이내에서 사용한다. 상기 씨트릭 산은 100PPM에서 20000PPM 이내의 것을 첨가한다.
따라서, 본 발명에 의하면 웨이퍼 표면에 잔존하고 있는 중금속 이온들을 씨트릭 산이 킬레이트 화합물로 만들어 액중에 안정적으로 가지게 됨으로써 웨이퍼에 재부착하는 것을 방지하게 하고 기존 공정인 희석된 HF 세정공정의 진행이 필요없게 함으로써 웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 또한 중금속 불순물 오염의 제거도 가능하게 한다.
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 세정 공정시 화학기상증착 산화막에서 식각이 유발되지 않도록하는 씨트릭 산을 이용한 중금속 이온불순물 제거 세정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치를 형성하는 기본 순서는 전도물질의 페턴형성과 이 패턴들 사이의 절연을 시켜 주기 위한 절연물질의 연속 형성과정을 통하여, 만들어지게 되어 있다. 이런 전도, 절연막의 형성 과정은 증착공정, 사진공정, 식각공정, 세정공정의 연결에 의하여 이루어진다.
이때, 종래에 사용하고 있는 금속성 불순물 제거 세정공정은 RCA 세정이라 알려져 있는 세정용액을 이용하고 있다. 이 RCA 세정 방법은 SC1 이라는 세정용액(NH4OH:H2O2:H2O)과 희석된 HF용액(100H2O:1HF에서 1000H2O:1HF정도의 희석비까지 사용)을 이용하고 있는 데 이 RCA 세정용액들은 산화막의 식각을 유발한다. 열산화막의 경우에는 식각정도가 크지 않기 때문에 크게 문제가 되지 않는 반면 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition : 이하 CVD 라함) 방법으로 형성된 산화막은 막의 성질상 식각량이 크므로 세정공정 진행시 주의가 요구된다.
현재와 같은 디자인 룰의 감소와 열공정의 저감화가 요구되는 고등급 제품에서는 열산화막의 사용이 감소되어야 하고 낮은 온도에서 진행되는 CVD 방법의 산화막 형성이 요구되고 있다. 특히, 최근에는 이러한 경향의 두드러짐을 보이고 있는 데 현재와 같은 중금속 이온 불순물 제거 세정 공정인 SC1이나 희석 HF세정 공정의 사용은 식각량의 과다에 따른 소자의 제조가 제대로 이루어질 수 없게 할 수 있다. 따라서 이러한 세정 방법의 사용을 지양하고 CVD 방법에 의한 산화막 형성시에도 중금속 이온의 제거를 잘하면서 식각량을 최소화하기 위해서는 세정용액 및 세정공정의 개선이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 중금속 불순물 오염의 제거도 가능한 중금속 이온불순물 제거 세정방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 반도체 장치 세정 방법에 있어서, 씨트릭 산을 이용하여 세정하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법을 제공한다.
상기 씨트릭 산은 과산화수소와 암모니아와 물을 혼합한 용액에 첨가하여 사용한다.
상기 중금속 이온불순물은 알루미늄, 철, 구리, 주석, 니켈 및 나트륨등을 포함하는 금속형 이온을 말한다.
상기 씨트릭 산은 10~30wt%의 용액을, 상기 과산화수소는 30wt%의 용액을, 상기 암모니아는 30wt%의 용액을 사용하고 상기 물은 탈이온수를 이용한다.
상기 혼합한 용액의 사용온도는 23~80℃의 범위에서 사용하고 진행시간은 1~20분 정도의 이내에서 사용한다.
상기 씨트릭 산은 100PPM에서 20000PPM 이내의 것을 첨가한다.
따라서, 본 발명에 의하면 웨이퍼 표면에 잔존하고 있는 중금속 이온들을 씨트릭 산이 킬레이트 화합물로 만들어 액중에 안정적으로 가지게 됨으로써 웨이퍼에 재부착하는 것을 방지하게 하고 기존 공정인 희석된 HF 세정공정의 진행이 필요없게 함으로써 웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 또한 중금속 불순물 오염의 제거도 가능하게 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 CVD 방법에 의한 산화막 형성시에도 중금속 이온의 제거를 잘하면서 식각량을 최소화하기 위해 씨트릭 산(Citric acid)의 사용을 제안한다. 씨트릭 산은 보통 구연산이라고도 하는 데, 이 용액은 킬레이트(chelate) 화합물제로도 사용되므로 중금속 이온의 킬레이트를 하여 반도체 기판에 흡착된 중금속 이온들, 예를 들면 구리, 알루미늄, 주석, 니켈, 철, 나트륨등과 같은 성분의 제거에 효과가 있게 된다.
본 발명은 이 용액을 탈이온수(Di-Water)와 혼합하여 사용함으로써 중금속이온을 잘 제거하면서 산화막의 식각을 유발하지 않는 세정액으로 사용하여 중금속이온의 오염에 의한 소자의 불량을 예방할 수 있다.
좀더 자세히 설명하면, 본 발명은 산화막이 있거나 단결정 실리콘의 표면이 노출된 상태에서의 중금속 이온제거를 하기 위한 세정방법으로서 사용가능한 데 본 발명의 주요 구성 성분은 암모니아와 과산화수소수와 물을 사용한 용액에 씨트릭 산을 일정량 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이때 사용되는 암모니아와 과산화수소의 비율을 조절하여 CVD 산화막을 식각하는 정도를 아주 줄일 수 있다. 상기 용액에 수 PPM에서 수만 PPM 정도까지 씨트릭 산을 넣음으로써 씨트릭 산이 가지고 있는 특성을 이용하여 웨이퍼 표면에 잔존하고 있는 중금속 이온들을 씨트릭 산이 킬레이트하여 액중에 안정적으로 가지게 됨으로써 웨이퍼에 재부착하는 것을 방지하게 하여 세정을 한다. 따라서, 본 발명은 기존 공정인 희석된 HF 세정공정의 진행이 필요없게 됨으로써 웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 또한 중금속 불순물 오염의 제거도 가능하게 된다.
본 발명의 구체적인 실시예는 다음과 같다.
본 세정액에서 암모니아의 비율은 30wt%의 비율을 가진 것을 사용하였고 과산화수소(H2O2)는 30wt%의 것을 사용하였다. 본 세정액은 상기 암모니아와 과산화수소와 물의 부피비를 1:2:30 비율로 하였고 씨트릭 산의 비율은 전체 부피비의 100PPM에서 20000PPM까지 변형하여 진행하였고 이 때 세정액의 온도는 30℃ 에서 70℃까지 변화를 주면서 확인 하였다. 결국, 씨트릭 산의 첨가에 따른 파티클 제거 정도 및 중금속 불순물 오염정도 및 제거정도를 강제 오염을 통하여 오염시킨 후 세정처리를 함으로써 그 세정 정도가 확인되었다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 웨이퍼 표면에 잔존하고 있는 중금속 이온들을 씨트릭 산이 킬레이트 화합물로 만들어 액중에 안정적으로 가지게 됨으로써 웨이퍼에 재부착하는 것을 방지하게 하고 기존 공정인 희석된 HF 세정공정의 진행이 필요없게 함으로써 웨이퍼 상부표면에서의 산화막의 식각문제를 해결할 수 있으며 또한 중금속 불순물 오염의 제거도 가능하게 한다.
Claims (6)
- 반도체 장치 세정 방법에 있어서,씨트릭 산을 이용하여 세정하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 씨트릭 산은 과산화수소와 암모니아와 물을 혼합한 용액에 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중금속 이온불순물은 알루미늄, 철, 구리, 주석, 니켈 및 나트륨등을 포함하는 금속형 이온을 말하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 씨트릭 산은 10~30wt%의 용액을, 상기 과산화수소는 30wt%의 용액을, 상기 암모니아는 30wt%의 용액을 사용하고 상기 물은 탈이온수를 이용하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 혼합한 용액의 사용온도는 23~80℃의 범위에서 사용하고 진행시간은 1~20분 정도의 이내에서 사용하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 씨트릭 산은 100PPM에서 20000PPM 이내의 것을 첨가하는 것을 특징으로 하는 중금속 이온불순물 제거 세정 방법.
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