KR20010008624A - 콘택홀의 폴리머 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소자의 콘택홀내에 형성된 폴리머를 제거하는 방법에 관한 것으로서, 반도체기판에 절연막을 적층하여 마스킹식각으로 형성된 콘택홀내에 잔류된 폴리머를 게거하기 위하여 액체 아르곤(Liquid Ar)을 콘택홀 내부에 유입시켜 반도체기판과 열교환에 의하여 증기화되고, 실온의 질소를 유입하여 아르곤의 증기화 (Aerosol)를 가속시켜 폴리머를 효율적으로 제거하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다. 즉, 콘택홀내에 형성된 폴리머를 패턴의 데미지 없이도 제거할 수 있으며, 화학용액의 사용 없이 폴리머를 제거할 수 있다. 또한, 폴리머를 제거하는 시간을 단축할 수 있으며, 화학용액을 사용하지 않아서 폐수 처리비용이 별로 들지않으며, 환경을 보호하도록 하는 장점을 지닌다.

Description

콘택홀의 폴리머 제거방법 { Method For Removing The Polymer Of Contact Hole }

본 발명은 콘택홀내에 잔류된 폴리머(Polymer)를 제거하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 액체 아르곤(Liquid Ar)을 콘택홀 내부에 유입시켜 반도체기판과 열교환에 의하여 증기화되고, 실온의 질소를 유입하여 아르곤의 증기화(Aerosol)를 가속시켜 폴리머를 효율적으로 제거하도록 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체소자에는 상,하부 금속배선층을 연결하기 위하여 콘택플러그(Contact Plug)를 형성하기 위하여 층간절연막을 다수개의 층으로 적층한 후, 마스킹식각으로 콘택홀을 형성하도록 한다.

그리고, 그 콘택홀 내부에 도핑된 폴리실리콘층 혹은 금속층을 매립하여 식각공정으로 콘택플러그를 형성하여 상,하부 배선라인(Metal Line)이 서로 전기적으로 통전되도록 하여 소자를 구성하였다.

한편, 콘택홀을 형성한 후에 이 콘택홀 내부에 잔류된 폴리머를 제거하기 위하여 습식세정(Wet Cleaning)과 건식세정(Dry Cleaning)공정 중에 선택하여 공정을 진행하였으며, 습식세정은 피란하(Piranha)용액과 BOE용액을 사용하여 세정하도록 하였다.

그러나, 반도체소자가 고집적화되면서, 미세한 콘택홀내부를 세정할 수 있는 습식세정의 경우에는 세정용액의 표면장력(Surface Tension)으로 인하여 콘택홀 내부에 세정용액이 진입하지 못하는 문제를 지니며, 또한, 습식세정의 경우에는 세정용액이 대량으로 발생하여 다량의 폐수를 발생하므로 습식세정의 한계를 나타내게 되었다.

따라서, 습식세정의 사용 상의 어려움으로 인하여 최근에는 건식세정을 주로 사용하려고 시도를 하고 있으나 실제적으로 폴리머를 제거하는 효율이 나빠서 실제적으로 사용하지 못하는 문제점을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체기판에 절연막을 적층하여 마스킹식각으로 형성된 콘택홀내에 잔류된 폴리머를 게거하기 위하여 액체 아르곤(Liquid Ar)을 콘택홀 내부에 유입시켜 반도체기판과 열교환에 의하여 증기화되고, 실온의 질소를 유입하여 아르곤의 증기화(Aerosol)를 가속시켜 폴리머를 효율적으로 제거하는 것이 목적이다.

도 1(a) 내지 1(c)는 본 발명에 따른 콘택홀을 형성하는 내부에 잔류된 폴리머를 제거하는 상태를 순차적으로 보인 도면이고,

도 2(a)는 콘택홀내에 폴리머가 잔류된 상태를 보인 사진 이며,

도 2(b)는 본 발명에 따른 폴리머제거방법으로 콘택홀내에 폴리머를 제거한 상태를 보인 사진이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 반도체기판 20 : IPO산화막

30 ; BPSG절연막 40 : PE-TEOS절연막

50 : 콘택홀 55 : 폴리머

60 : 액체아르곤 70 : 질소

이러한 목적은 반도체기판 상에 IPO산화막, BPSG절연막 및 PE-TEOS막을 순차적으로 적층한 후 마스킹식각으로 콘택홀을 형성하는 반도체소자에서, 상기 콘택홀 내부에 극저온의 액체 아르곤와 질소를 사용하여 건식세정을 하여 폴리머를 증기화하여 제거하도록 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법을 제공함으로써 달성된다.

그리고, 상기 아르곤 온도는, -200 ∼ -180℃의 온도범위에서 사용하도록 하고, 이 액체 아르곤의 증기화(Aerosol)를 가속시키기 위하여 실온의 질소(N₂)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 질소의 공급속도는 110ℓ/min ∼ 130ℓ/min인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 아르곤과 질소의 양은 각각 60 ± 5ℓ/min 와 6 ± 2ℓ/min을 공급하는 것이 바람직 하다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 바람직한 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1(a) 내지 1(c)는 본 발명에 따른 콘택홀을 형성하는 내부에 잔류된 폴리머를 제거하는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.

본 발명에 따른 공정을 순차적으로 살펴 보면, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 반도체기판(10) 상에 IPO산화막(20), BPSG절연막(30) 및 PE-TEOS막(40)을 순차적으로 적층한 후 마스킹식각으로 콘택홀(50)을 형성하도록 한다.

이 때, 반도체기판(10)에 적층되는 층간절연물질은 실제적으로 사용되는 콘택홀(50)중에 일례를 들어 본 것으로서, 콘택홀(50)의 내부에는 식각으로 인하여 내부 벽면부에 폴리머(55)가 잔류되어져 있게 된다.

그리고, 도 1(b)에 도시된 바와같이, 상기 콘택홀(50)내부에 극저온의 액체 아르곤(Liquid Argon)과 질소를 사용하여 건식세정(Dry Cleaning)을 하여 폴리머 (Polymer)(55)를 증기화하여 제거하도록 한다.

상기 아르곤 온도는, -200 ∼ -180℃의 온도범위, 특히 -189℃ 에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 액체 아르곤의 증기화를 가속시키기 위하여 실온의 질소를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 질소의 공급속도는 110ℓ/min ∼ 130ℓ/min인 것이 적절하고 바람직하게는 120ℓ/min 정도가 최적치이다.

상기 아르곤과 질소의 양은 각각 60 ± 5ℓ/min 와 6 ± 2ℓ/min을 공급하도록 하고, 가장 바람직한 값은 60ℓ/min 와 6ℓ/min이다.

상기 건식세정은 1 내지 2회 정도 실시하는 것이 바람직하다.

도 1(c)는 상기 콘택홀(50)내에 극 저온의 액체아르곤(60)과 실온의 질소 (70)가 공급되면서 극 저온의 액체아르곤은 급속하게 반도체기판(10) 및 다른 부분에 열을 빼앗겨 기체화 되면서 증발하게 된다.

이 때, 콘택홀(50)의 내벽면에 잔류되어져 있는 폴리머가 증발하는 아르곤과 같이 증발되어져 제거 되어진다.

도 2(a)는 콘택홀내에 폴리머가 잔류된 상태를 사진으로 보인 도면이고, 도 2(b)는 본 발명에 따른 폴리머제거방법으로 콘택홀내에 폴리머를 제거한 상태를 보인 도면으로서, 극 저온 상태인 아르곤을 사용하므로써 콘택홀(55)의 내부에 잔류된 폴리머가 깨끗하게 제거되어진다.

따라서, 본 발명에 따른 콘택홀의 폴리머 제거방법을 이용하게 되면, 반도체기판에 절연막을 적층하여 마스킹식각으로 형성된 콘택홀내에 잔류된 폴리머를 게거하기 위하여 액체 아르곤(Liquid Ar)을 콘택홀 내부에 유입시켜 반도체기판과 열교환에 의하여 증기화되고, 실온의 질소를 유입하여 아르곤의 증기화(Aerosol)를 가속시켜 폴리머를 효율적으로 제거하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

즉, 콘택홀내에 형성된 폴리머를 패턴의 데미지 없이도 제거할 수 있으며, 화학용액의 사용 없이 폴리머를 제거할 수 있다.

또한, 폴리머를 제거하는 시간을 단축할 수 있으며, 화학용액을 사용하지 않아서 폐수 처리비용이 별로 들지 않으며, 환경을 보호하도록 하는 장점을 지닌다.

Claims (6)

1. 소정의 구조를 갖는 반도체기판 상에 콘택홀을 형성하는 반도체소자에 있어서,

   상기 콘택홀 내부에 극저온의 액체 아르곤과 질소를 사용하여 건식세정을 하는 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아르곤 온도는, -200 ∼ -180℃의 온도범위에서 사용하는 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 아르곤 온도는, -189℃인 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 아르곤의 증기화를 가속시키기 위하여 실온의 질소를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 질소의 공급속도는 110ℓ/min ∼ 130ℓ/min인 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 아르곤과 질소의 양은 각각 60 ± 5ℓ/min 와 6 ± 2ℓ/min을 공급하는 것을 특징으로 하는 콘택홀의 폴리머 제거방법.