KR20010057677A - 웨이퍼 세정 방법 - Google Patents

웨이퍼 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010057677A
KR20010057677A KR1019990061050A KR19990061050A KR20010057677A KR 20010057677 A KR20010057677 A KR 20010057677A KR 1019990061050 A KR1019990061050 A KR 1019990061050A KR 19990061050 A KR19990061050 A KR 19990061050A KR 20010057677 A KR20010057677 A KR 20010057677A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
ozone
water
room temperature
cleaning method
Prior art date
Application number
KR1019990061050A
Other languages
English (en)
Inventor
백승룡
Original Assignee
황인길
아남반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 황인길, 아남반도체 주식회사 filed Critical 황인길
Priority to KR1019990061050A priority Critical patent/KR20010057677A/ko
Publication of KR20010057677A publication Critical patent/KR20010057677A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

CMP 공정 후 유기물 찌꺼기를 오존이 첨가된 초순수 용액으로 상온에서 초음파를 가하여 씻어내는 단계, 암모니아, 과산화수소 혼합액으로 상온에서 초음파를 가하여 세정하는 단계, 계면활성제 처리를 하는 단계를 거쳐 제거하고, 상온에서 초음파를 가하면서 오존이 첨가된 초순수를 이용하여 세정하는 공정을 통해 잔존 화학 약품을 제거한다. 다음, 상온에서 0.1% 정도의 DHF를 사용하여 산화막을 제거하고, 다시 상온에서 초음파를 가하면서 오존이 첨가된 초순수를 이용하여 세정하고, 마지막으로 건조기 내에서 초순수로 세정한 후 회전 건조법을 통하여 웨이퍼를 말린다. 이렇게 하면, 웨이퍼의 청정도를 향상할 수 있으며 공정간의 연계성을 높여 공정 비용과 시간을 절감할 수 있다.

Description

웨이퍼 세정 방법{CLEANING METHOD FOR A WAFER}
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판의 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정 중에서 평탄화 공정인 기계화학적 연마(CMP : chemical mechanical polishing) 공정에서는 매우 많은 먼지 입자들이 발생한다. 따라서 CMP 공정 후의 세정은 다른 어느 단계에서의 세정보다 중요하다. 그런데 반도체 소자의 집적도 향상에 따라 제조 공정에서 점점 더 청정한 분위기가 요구되고 있고, 점점 더 높은 반도체 웨이퍼 표면의 청정도를 요구하고 있다. 이에 따라 세정 방법의 개선이 요청되고 있다.
먼저 종래의 기술에 따른 세정 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 설명한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 웨이퍼 세정 방법의 흐름도이다.
CMP 공정이 끝나면 먼저 유기물 찌꺼기를 제거한다. 유기물 찌꺼기를 제거하는 공정은 3단계로 나눌 수 있다. 제1 단계로 CMP 후 잔존하는 찌꺼기들은 30~90℃의 초순수(deionized water)로 가볍게 씻어내고, 제2 단계로 암모니아(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)을 혼합한 용액에 담금으로서 유기물과 미립자를 제거함과 동시에 초음파(megasonic)를 가하여 기판 표면의 정류층(전기적 극성을 가진 입자층)을 제거한다. 제2 단계의 공정은 미립자를 제거하는 능력은 매우 좋으나 세정 용액의 조성이 변화하고 세정 용액으로부터 금속이 웨이퍼에 흡착되는 문제가 있다. 또한 고온의 암모니아(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)을 혼합한 용액은 규소 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성하면서 표면을 얇게 식각하기 때문에 웨이퍼 표면에 미세한 거칠기(micro roughness)가 발생한다. 제2 단계의 공정을 통하여는 웨이퍼 표면의 오면 원자수가 E11 atoms/cm2정도인 비교적 낮은 수준의 표면 청정도밖에 얻을 수 없다. 제3 단계로 계면 활성제 처리를 하여 웨이퍼의 뒷면에 부착된 입자에 의한 이웃 웨이퍼의 오염을 방지한다.
다음, 유기물 찌꺼기 제거 공정에서 세정액으로 사용된 잔존하는 화학 약품들을 30~90℃의 초순수로 씻어낸다.
이어서 산화 박막을 제거한다. 상온에서 0.5% 정도의 희석된 불화수소(DHF : diluted HF)를 이용하여 자연 산화막을 제거하고 자연 산화막 내에 존재하는 금속을 제거한다. 암모니아(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)을 혼합한 용액을 사용하여 세정한 후 연속하여 불화수소(HF) 세정을 하면 알루미늄(Al), 철(Fe) 등의입자는 E8atoms/cm2단위로 낮출 수 있다. 그런데 청정한 규소 웨이퍼의 표면이 얻어지므로 표면이 활성화되어 미립자가 부착하기 쉽게 된다. 이 때문에 HF 세정액 내에 미립자가 존재하지 않도록 철저히 관리해야 하는 문제가 있다.
다음, 다시 뜨거운 초순수로 잔존하는 화학 약품들을 씻어낸다.
마지막으로 건조기 내에서 초순수를 이용하여 마무리 세정을 실시한다. 이 때, 원심력에 의한 약한 기계적 힘을 가하여 세정한다. 이후 원심력을 이용한 회전 건조(spin dry)법을 통하여 물때(water mark)가 생기지 않도록 건조시킨다.
이러한 종래의 세정 방법에서는 이상에서 설명한 바와 같은 문제점으로 인해 웨이퍼의 표면 신뢰성이 충분히 확보되지 않는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 표면의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 세정 방법을 마련하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼의 세정 비용과 시간을 감소시키는 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 웨이퍼 세정 방법의 흐름도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정 방법의 흐름도이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 오존이 첨가된 초순수 용액과 초음파를 사용하여 상온에서 세정을 실시한다.
구체적으로는, 오존이 첨가된 초순수 용액으로 세정하는 단계, 암모니아, 과산화 수소 및 물을 혼합한 용액으로 세정하는 단계, 계면 활성제로 처리하는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정 방법을 마련한다.
여기서, 계면 활성제 처리 단계 다음에 상온에서 초음파를 가하여 진행하는 제1차 오존수 린스 단계, 제1차 오존수 린스 단계 다음에 상온에서 0.05% 내지 0.15% 사이의 DHF 용액을 사용하여 진행하는 산화 박막 제거 단계, 산화 박막 제거 단계 다음에 제2차 오존스 린스 단계, 제2차 이온수 린스 단계 다음에 SRD 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 오존이 첨가된 초순수 용액으로 세정하는 단계와 암모니아, 과산화수소 및 물을 혼합한 용액으로 세정하는 단계는 상온에서 초음파를 가하여 진행할 수 있다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 세정 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정 방법은 크게 유기물 찌꺼기 제거 공정, 오존수 린스(rinse) 공정, 산화 박막 제거 공정, 오존수 린스 공정 및 SRD(spin rinse dry) 공정을 거친다.
유기물 찌꺼기 제거 공정은 다시 3단계로 세분된다.
제1 단계로 CMP 후 잔존하는 유기물들을 오존(O3)이 첨가된 초순수 용액으로 초음파(megasonic)를 가해 제거한다. 이 단계는 상온에서 진행된다. 이 단계는 오존이 가지고 있는 강한 산화 분해력을 이용하기 때문에 종래에는 암모니아(NH4OH), 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)을 혼합한 용액(SC-1)을 사용한 세정을 통하여야 얻을 수 있었던 표면 오염 원자수 E10atoms/cm2정도의 표면 청정도를 얻을 수 있다.
제2 단계로 상온에서 SC-1을 사용하여 유기물과 미립자를 제거하면서 초음파를 가해 기판 표면의 정류층을 제거한다. 이 단계는 10분 정도 진행한다. 상온 SC-1은 산화막을 거의 식각하지 않기 때문에 웨이퍼 표면의 흡착된 입자의 제거는 이루어지지 않으나 초음파를 가하여 물리적인 힘을 더해주면 고온의 SC-1 용액만큼의 입자 제거 효과를 얻을 수 있다. 이 단계는 상온에서 진행되기 때문에 제1 단계와의 공정 연계가 용이하고, 공정 비용을 절감할 수 있으며, 세정 시간을 단축할 수 있다. 이 단계를 통하면 웨이퍼 표면의 오염 원자의 수를 E8atoms/cm2단위로 낮출 수 있다.
제3 단계로 계면 활성제 처리를 한다. 세정액 내에서의 웨이퍼 표면의 입자 오염은 용액 내에 존재하는 입자의 흡착에 의한 것과 오염된 웨이퍼 뒷면의 입자가 용액 내에서 떨어져나가 이웃 웨이퍼의 표면에 흡착하는 것이 있는데, 음이온(anion)성 계면 활성제를 첨가함으로써 웨이퍼 뒷면에 부착된 입자에 의한 재오염을 방지한다.
다음으로 오존수 린스 공정을 진행한다. 오존(O3)을 첨가한 초순수(deionized water)를 사용하여 웨이퍼를 씻어낸다. 이 공정은 상온에서 약 5분간 진행하며 초음파도 가해준다. 오존의 강한 산화 분해력과 초음파의 기판 정류층(전기적 극성을 가진 입자층) 제거 기능에 의하여 웨이퍼 표면의 오염 원자수를 E7atoms/cm2단위까지 낮출 수 있다.
이어서 산화 박막 제거 공정을 진행한다. 상온에서 0.1% 정도의 희석된 불화수소(DHF : diluted HF)를 사용하여 자연 산화막을 제거하고 자연 산화막 내에 존재하는 금속을 제거한다. 오존수 린스 공정에 이어서 불화수소(HF) 세정을 하면 Al, Fe 등은 E6atoms/cm2단위까지 낮출 수 있다. 0.1% DHF를 사용하여 필요로 하는 표면 청정도(오염 입자수 E6atoms/cm2)를 얻을 수 있으므로 사용량을 줄일 수 있어서 공정 비용을 절감할 수 있다.
제2차 오존수 린스 공정을 진행한다. 상온에서 오존(O3)을 첨가한 초순수(deionized water)와 초음파를 사용하여 웨이퍼를 씻어낸다. 약 5분간 진행한다. 오존의 강한 산화 분해력과 초음파의 기판 정류층 제거 기능에 의하여 웨이퍼 표면의 오염 원자수를 E5atoms/cm2단위까지 낮출 수 있다.
마지막으로 SRD(spin rinse dry) 공정을 진행한다. 건조기 내에서 초순수를 이용하여 마무리 세정을 실시한다. 이 때, 약한 기계적 힘을 가하여 세정한다. 이후 원심력을 이용한 회전 건조(spin dry)법을 통하여 물때(water mark)가 생기지 않도록 건조시킨다.
본 발명에 따르면 웨이퍼의 청정도를 향상할 수 있으며 공정간의 연계성을 높여 공정 비용과 시간을 절감할 수 있다.

Claims (10)

  1. 오존이 첨가된 초순수 용액으로 세정하는 단계,
    암모니아, 과산화 수소 및 물을 혼합한 용액으로 세정하는 단계,
    계면 활성제로 처리하는 단계
    를 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 계면 활성제 처리 단계 다음에 제1차 오존수 린스 단계를 더 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 제1차 오존수 린스 단계는 상온에서 초음파를 가하여 진행하는 웨이퍼 세정 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 제1차 오존수 린스 단계 다음에 산화 박막 제거 단계를 더 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 산화 박막 제거 단계는 상온에서 0.05% 내지 0.15% 사이의 DHF 용액을 사용하여 진행하는 웨이퍼 세정 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 산화 박막 제거 단계 다음에 제2차 이온수 린스 단계를 더 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 제2차 이온수 린스 단계는 상온에서 초음파를 가하여 진행하는 웨이퍼 세정 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 제2차 이온수 린스 단계 다음에 SRD 단계를 더 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에서,
    상기 오존이 첨가된 초순수 용액으로 세정하는 단계는 상온에서 초음파를 가하여 진행하는 웨이퍼 세정 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에서,상기 암모니아, 과산화수소 및 물을혼합한 용액으로 세정하는 단계는 상온에서 진행하며 초음파를 가하여 진행하는 웨이퍼 세정 방법.
KR1019990061050A 1999-12-23 1999-12-23 웨이퍼 세정 방법 KR20010057677A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990061050A KR20010057677A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 웨이퍼 세정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990061050A KR20010057677A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 웨이퍼 세정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010057677A true KR20010057677A (ko) 2001-07-05

Family

ID=19628725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990061050A KR20010057677A (ko) 1999-12-23 1999-12-23 웨이퍼 세정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010057677A (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0689888A (ja) * 1991-06-13 1994-03-29 Mitsubishi Materials Corp 半導体ウェーハの洗浄方法
JPH0964146A (ja) * 1995-08-29 1997-03-07 Tadahiro Omi 半導体製造システム及びクリーンルーム
JPH10112454A (ja) * 1996-08-12 1998-04-28 Toshiba Corp 半導体基板の洗浄方法
JP2000091291A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Memc Kk シリコンウエハの洗浄方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0689888A (ja) * 1991-06-13 1994-03-29 Mitsubishi Materials Corp 半導体ウェーハの洗浄方法
JPH0964146A (ja) * 1995-08-29 1997-03-07 Tadahiro Omi 半導体製造システム及びクリーンルーム
JPH10112454A (ja) * 1996-08-12 1998-04-28 Toshiba Corp 半導体基板の洗浄方法
JP2000091291A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Memc Kk シリコンウエハの洗浄方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI409862B (zh) 在單晶圓製程中用於潔淨晶圓之潔淨方法及溶液
JP3219020B2 (ja) 洗浄処理剤
JP3185753B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH08264500A (ja) 基板の洗浄方法
JP2009543344A (ja) 液体メニスカスによるポストエッチウエハ表面洗浄
US6100198A (en) Post-planarization, pre-oxide removal ozone treatment
JP4744228B2 (ja) 半導体基板洗浄液及び半導体基板洗浄方法
KR20010007593A (ko) 화학 기계적 연마 후 처리를 위해 침지를 이용하는 무브러시 다중 통과 실리콘 웨이퍼 세정 공정
KR100207469B1 (ko) 반도체기판의 세정액 및 이를 사용하는 세정방법
CN109326501B (zh) 一种半导体晶圆最终抛光后的清洗方法
CN112928017A (zh) 有效去除硅片表面金属的清洗方法
JP3535820B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
TW508681B (en) Cleaning method of semiconductor manufacture process for preventing metal corrosion
JP2007214412A (ja) 半導体基板洗浄方法
US6057248A (en) Method of removing residual contaminants in an alignment mark after a CMP process
JP3324181B2 (ja) ウエハの洗浄方法
US20050045202A1 (en) Method for wafer surface cleaning using hydroxyl radicals in deionized water
TW201910015A (zh) 一種半導體晶圓的清洗方法
JPH07283182A (ja) 半導体基板の洗浄方法
KR20010057677A (ko) 웨이퍼 세정 방법
JPH10183185A (ja) 洗浄液、その配合決定方法ならびに製造方法、洗浄方法、および、半導体基板の製造方法
JPH0817775A (ja) 半導体装置の洗浄方法
JPH0831781A (ja) 洗浄薬液
CN111863592A (zh) 研磨后清洗方法以及半导体结构的形成方法
Moumen et al. Contact and non contact post-CMP cleaning of thermal oxide silicon wafers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application