KR19990059053A - 반도체 소자의 세정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것이다.
현재 금속 또는 비아 홀을 식각한 후 생성된 폴리머를 제거하기 위한 세정제로 주로 사용되는 하이드록실아민은 자체로는 반응성이 매우 커서 폴리머내의 금속 뿐만 아니라 산화 상태가 0인 금속 자체와도 반응을 일으켜 착화합물을 형성하므로, 하이드록실아민 이외에 주로 아미노기(-NH2)나 하이드록실기(-OH)를 동시에 가지고 있는 물질을 사용하지만, 60∼80℃의 고온에서 세정 공정을 실시해야 하며, 상온에서는 세정이 잘되지 않는다.
본 발명에서는 세정제로 하이드록실아민보다는 작고 에탄올아민보다는 큰 반응성을 가지는 동시에 하이드록실아민보다는 크고 아미노알콜보다는 작은 선택성을 갖는 1,3-디아미노프로판(H2NCH2CH2CH2NH2)을 알킬디아민을 잘 녹이는 동시에 물과도 잘 섞일 수 있는 디메틸포름아미드(HC(O)N(CH3)2)와 같은 유기 용매에 녹여 세정 공정을 실시한다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 금속 식각 또는 비아 홀 식각 공정시 발생하는 폴리머(polymer)를 효과적으로 제거하기 위한 세정 방법에 관한 것이다.
현재 금속 또는 비아 홀을 식각한 후 생성된 폴리머를 제거하기 위한 세정(cleaning)공정시 사용하고 있는 ACT-935나 다른 일반적인 세정제(cleaning agent)의 주성분은 하이드록실아민(hydroxylamine)(NH2OH)이다. 이 화학종(chemical species)의 역할은 폴리머중의 금속과 배위 결합(coordination bond)을 일으켜 용매(solvent)에 잘 녹는 유기금속종(organometallic species)인 착화합물(chelated compound)을 형성하는 것이다. 그러나 하이드록실아민 자체로는 반응성이 매우 커서 폴리머내의 금속 뿐만 아니라 산화 상태(oxidation state)가 0인 금속 자체와도 반응을 일으켜 착화합물을 형성하므로, 하이드록실아민 이외에 주로 아미노기(amino group)(-NH2)나 하이드록실기(hydroxyl group)(-OH)를 동시에 가지고 있는 물질을 사용한다. 그러나, 이 화합물들은 60∼80℃의 고온에서 세정 공정을 실시해야 하며, 상온에서는 세정이 잘되지 않는다.
따라서, 본 발명은 반도체 소자 제조 공정중 생성되는 유기물을 금속의 손상없이 제거할 수 있는 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산화수가 0보다 큰 금속에만 착화합 반응이 일어나고, 산화수가 0인 금속과는 착화합 반응이 일어나지 않는 1,3-디아미노프로판을 알킬디아민을 잘녹이고 물과도 잘 섞일 수 있는 유기 용매에 용해시킨 세정제를 이용하여 세정 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폴리머 상태로 있는 금속과 같이 산화 상태에 있는 금속, 즉 산화 수가 0보다 큰 금속에만 착화합 반응이 일어나고, 산화수가 0인 금속과는 반응하지 않도록 반응성(reactivity)과 선택성(selectivity)이 조절된 세정제를 제시한다.
본 발명에서는 현재 금속 식각 후 세정제로 사용되고 있는 화합물 대신에 하이드록시라민보다는 작고 에탄올아민(ethanolamine)보다는 큰 반응성을 가지는 동시에 하이드록시라민보다는 크고 아미노알콜(aminoalcohol)보다는 작은 선택성을 갖는 1,3-디아미노프로판(1,3-diaminopropane)(H2NCH2CH2CH2NH2)을 사용한다. 이것을 사용하면 산화 상태에 있는 산화 금속(oxidated metal)과 착반응(chelation reaction)을 일으켜 용매에 잘 녹는 유기금속종이된다.
본 발명에서 폴리머를 제거하기 위한 대체 물질로 1,3-디아미노프로판을 사용하는 이유는 에탄올아민(ethanolamine)(H2NCH2CH2OH)이 금속과 결합하여 [화학식 1]과 같은 오각형고리화합물(5-membered ring compound)을 형성하는 것과 유사하게 1,3-디아미노프로판도 [화학식 2]와 같은 육각형의 고리 화합물을 형성하기 때문이다.
여기서, [화학식 1] 및 [화학식 2]의 M은 금속이다.
용매로는 알킬디아민을 잘 녹이는 동시에 물과도 잘 섞일 수 있는 [화학식 3]의 디메틸포름아미드(dimethylformamide)(HC(O)N(CH3)2)와 같은 유기 용매를 사용한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 1,3-디아미노프로판을 폴리머를 세정하기 위한 세정제로 사용하면, 종래의 에탄올아민보다 비교적 순한 조건(mild condition)에서 산화 금속을 보다 쉽게 착화하는 치환 반응을 일으킬 수 있으며, 치환 반응의 속도는 용매내의 1,3-디아미노프로판의 양을 통해 조절할 수 있다. 용매로서 유기 용매(organic solvent)인 디메틸 설포사이드(dimethyl sulfoxide)나 디메틸 포름아미드(dimethyl formamide)를 사용하면 리전드가 착화된 유기금속종이 잘 녹고 유전 상수가 크므로 세척(washing) 공정에서 물과 잘 섞여 공정이 간단해 진다.
Claims (2)
- 금속층 식각 후 또는 비아 홀 식각 후 생성되는 폴리머를 효과적으로 제거하기 위한 반도체 소자의 세정 방법에 있어서,1,3-디아미노프로판을 유기 용매에 용해시킨 세정제를 이용하여 세정 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기 용매는 디메틸 설포사이드 및 디메틸 포름아미드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정 방법.
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