KR20050017142A - 린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법 - Google Patents

린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법

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KR20050017142A
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Abstract

반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 사진 식각 공정 후에 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 사용되는 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하는 린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법에 관한 것이다. 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머 제거에 양호한 특징을 가진 린스 용액으로, 조성물 총량에 대하여 1Wt% 내지 30Wt%의 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 70Wt% 내지 99Wt%의 탈이온수(D.I.)를 포함하는 것을 특징이다. 따라서 유기 스트립퍼를 세정하며 식각 부산물인 폴리머 제거력이 우수한 TMAH 린스 용액을 본딩 패드 홀 형성 공정에 사용하여 종래의 IPA 용액의 용도를 대신하면서 폴리머 제거력을 보완하여 추가 에싱을 삭제함으로 생산성을 향상 및 제조 원가를 절감시키고, 추가 에싱으로 발생하는 본딩 패드 표면 변색 불량을 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킨다.

Description

린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법{RINSE SOLUTION AND CLEAN METHOD FOR SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로는 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 사진 식각 공정 후에 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 사용되는 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하는 린스 용액 및 이를 이용한 반도체 소자 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조시, 금속 배선 또는 각종 콘택홀 등은 사진 공정 및 식각 공정에 의해 형성된다. 통상, 배선 또는 콘택홀 형성은 포토레지스트에 마스크 패턴을 전사하는 노광 공정과 플라즈마 기체를 이용하여 패턴을 따라 막을 에칭하는 식각 공정과 상기 포토레지스트 제거 공정 및 다음 단계를 위한 세정 공정으로 크게 대별된다.
상기 포토레지스트 제거 공정의 주요 이슈는 하부막을 손상(Attack)시키지 않으면서 가능한 빨리 포토레지스트 및 식각 부산물 등을 기판 표면으로부터 완전하게 제거하는 것이다. 일반적으로, 상기 포토레지스트 제거 공정은 에싱 공정과 같은 건식 스트립 공정과 유기 스트리퍼(Organic stripper)를 사용하는 습식 스트립 공정의 조합으로 진행된다.
상기 습식 스트립 공정은 건식 스트립 공정인 에싱(Ashing) 공정시 완전히 제거되지 않고 잔존하는 포토레지스트와, 다양한 패턴, 예컨대 텅스텐, 알루미늄, 구리, 티타늄 또는 티타늄 질화물로 구성된 단층 또는 다층 배선 패턴을 형성하기 위한 식각 공정 또는 이 배선 패턴을 노출시키는 비아홀 또는 본딩 패드 홀들을 형성하기 위한 식각 공정 또는 에싱 공정시 발생한 식각 부산물과 같은 불순물을 반도체 기판의 표면으로부터 제거한다.
제거되어야할 주요 식각 부산물로는 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE) 공정시 형성되는 폴리머가 있다.
그리고 상기 습식 스트립 공정을 수행한 후에 다음 단계를 위한 세정 공정을 수행하는데, 상기 세정 공정에서 유기 스트립퍼를 사용할 시, 상기 유기 스트립퍼가 적용된 배선 패턴이나 노출된 배선 패턴이 탈이온수(D.I.)와 직접적으로 접촉하면 부식(Gavanic Corrosion) 및 손상(Attack)을 일으키므로 상기 탈이온수 린스 전에 IPA(Isopropyl Alcohol) 린스하여 이를 방지한다.
이하에서, 구체적으로, 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정에서 사용되는 종래의 세정 용액과 이를 이용한 세정 방법을 설명하면서 문제점을 도출하고자 한다.
도 1은 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정에서 종래의 린스용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1를 참조하면, 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정은 반도체 기판 상에 적용된 몇 개의 단계로 이루어진다.
첫째로, S1 단계는 본딩 패드가 형성되어진 상기 반도체 기판 상에 절연막을 증착하고, 상기 절연막은 주로 산화막 및 질화막을 사용한다.
다음에, S2 단계는 상기 절연막 상에 사진 공정을 진행하여 상기 홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한다.
다음에, S3 단계는 상기 사진 공정을 통하여 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 절연막을 건식 식각하여 홀을 형성한다.
상기 건식 식각은 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE) 등의 방법으로 탄화물, 황화물 및 플루오르화물를 포함하는 혼합가스를 사용한다.
상기 건식 식각 공정시 상기 포토레지스트 패턴을 구성하는 C, H, O 등의 성분과 배선 물질이 플라즈마와 반응하여 카본(C, carbon)를 포함하는 폴리머를 생성하여 상기 본딩 패드 상에 위치하게 된다.
다음에, S4 단계는 상기 건식 식각 후에 상기 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱(Ashing)을 수행하며, 상기 에싱은 주로 O2 가스를 포함한 플라즈마를 사용하여 수행한다.
다음에, S5 단계는 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴 및 식각 부산물을 제거하기 위하여 유기 스트립퍼(Organic Stripper)를 이용하여 스트립을 수행한다.
다음에, S6 단계는 상기 스트립 후에 상기 스트립퍼가 적용된 본딩 패드가 직접적으로 탈이온수(D.I.)와 접촉하게 되면 부식(Gavanic Corrosion) 및 손상(attack)이 발생하므로 상기 탈이온수로 린스하기 전에 상기 본딩 패드 상에 적용된 상기 스트립퍼를 세정하기 위하여 IPA(Isopropyl Alcohol) 린스 처리한다.
다음에, S7 단계는 상기 IPA린스를 수행한 반도체 기판 을 탈이온수 린스 한다.
다음에, S8 단계는 상기 탈이온수 린스 후에 적용된 탈이온수를 건조한다. 상기 건조는 IPA 용액을 이용한 건조 방법으로 수행한다.
다음에, S9 단계는 에싱을 추가로 진행하는 것으로 상기 S5 단계인 상기 스트립 단계에서 상기 식각 부산물인 폴리머가 완전히 제거되지 않기 때문으로 상기 폴리머를 제거하기 위하여 에싱을 추가로 진행하게 된다.
상기 폴리머는 부식의 원인이 되며 콘택 저항을 높여 결국에 본딩 패드 불량을 유발하며 반도체 소자의 수율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.
그러나 상기 추가 에싱에 의하여 상기 폴리머는 제거가 되나 상기 본딩 패드의 표면이 변색되는 불량을 유발한다.
결론적으로 상기 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정에서 상기 유기 스트립퍼와 상기 유기 스트립퍼를 세정하는 상기 IPA 린스 용액을 이용한 세정 방법을 사용하면 상기 폴리머의 제거가 불충분하여 에싱를 추가 진행하여 생산성을 떨어뜨리며 제조원가를 상승시키고, 상기 에싱에 의한 다른 불량이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 새로운 유기 스트립퍼 제거용 린스 용액을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 새로운 유기 스트립퍼 제거용 린스 용액을 이용한 반도체 소자 세정 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 사용되는 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머 제거에 양호한 특징을 가진 린스 용액으로, 조성물 총량에 대하여 1Wt% 내지 30Wt%의 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 70Wt% 내지 99Wt%의 탈이온수(D.I.)를 포함하는 것을 특징으로 하는 린스 용액을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱하는 단계와 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계와 상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본딩 패드 상에 홀을 형성하기 위한 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱하는 단계와 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계와 상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계와 상기 린스 후에 탈이온수 린스하는 단계와 상기 탈이온수 린스 후에 건조를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 기판 상에 본딩 패드를 형성하는 단계와 상기 본딩 패드 상에 보호막을 증착하는 단계와 상기 보호막 상에 사진 공정을 진행하여 홀을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 보호막을 건식 식각하여 홀을 형성하는 단계와 상기 홀을 형성한 후에 상기 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 에싱하는 단계와 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계와 상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계와 상기 린스 후에 탈이온수 린스하는 단계와 상기 탈이온수 린스 후에 건조를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 패드 홀 형성방법을 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용하는 중량% 는 각 구성요소의 비중을 1로 가정하여 계산한 값이다.
본 발명의 린스 용액은 조성물 총량에 대하여 1Wt% 내지 30Wt%의 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 70Wt% 내지 99Wt%의 탈이온수(D.I.)이다.
상기 린스 용액은 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱을 한 후에 잔여 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 적용된 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거를 양호하게 수행할 수 있다.
(실험예)
실험예는 서로 다른 린스 용액의 식각 부산물인 폴리머 제거력을 예시하기 위한 것이다. 먼저, 본 발명에 따른 실험용 웨이퍼를 다음과 같이 준비하였다.
반도체 소자의 제조를 위하여 반도체 기판 상에 형성되는 기본 공정들(예, 트랜지스터 형성)을 진행하였으나 복잡하여 생략하고 본 발명과 밀접히 관계된 부분만을 설명한다.
본딩 패드가 형성된 반도체 기판 상에 산화막과 질화막을 증착한 후 사진 공정을 통하여 홀을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 다음에, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 보호막을 건식 식각하여 홀을 형성한 후 상기 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 에싱을 하였다.
표 1에 기재되어 있듯이 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 각 실험용 웨이퍼들을 동일한 유기 스트립퍼를 이용하여 스트립를 하였다. 여기서 상기 유기 스트립퍼는 SMS50L(동우화인캠에서 제조됨)으로 명명되는 스트립퍼를 사용하였다.
다음에, 상기 유기 스트립을 진행한 실험용 웨이퍼들을 각각의 린스 용액이 담긴 서로 다른 배스에 나누어 담그었다. 상기 린스 용액의 종류는 2.72% TMAH, DMAC(Di Methyl Acetamide), MMP(Methyl Methoxy Propionate), IPA 이다.
각 배스의 온도는 상온(25℃)을 유지하였으며 린스 시간은 2.72% TMAH는 70초, DMAC은 150초, MMP는 150초 및 IPA는 150초로 하였다. 여기서 상기 린스 시간의 차이점은 각 린스 용액별로 폴리머 제거력과 본딩 패드 표면의 손상(Attack)의 정도에 따라서 적절하게 조정하여 실험하였다. 상기 린스 용액들을 사용하여 린스 후에 탈이온수 린스를 하였고, 다음에 상기 탈이온수를 건조한 후에 검사장비인 스코프(SCOPE)를 이용하여 결과물들을 확인하였다.
실험조건 유기스트립퍼 린스 용액 탈이온수린스 건조 폴리머제거력
1 SMS50L 2.72% TMAH 탈이온수린스 IPA 건조 ⊙
2 SMS50L DMAC 탈이온수린스 IPA 건조 ◈
3 SMS50L MMP 탈이온수린스 IPA 건조 ◎
4 SMS50L IPA 탈이온수린스 IPA 건조 ◈
여기서, ⊙ 는 양호한 상태를, ◎ 는 불량한 상태를 ◈ 는 아주 불량한 상태로 ◎와 ◈는 추가 에싱을 진행해야만 된다는 것을 나타낸다.
관찰 결과는 각 실험용 웨이퍼를 검사장비인 스코프(SCOPE)를 사용하여 나타내는 것으로, 잔류하는 폴리머의 상대적인 양에 의해 구분한 것이다.
상기 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 린스 용액인 TMAH가 종래의 IPA 보다도, 기타 린스 용액인 DMAC, MMP 보다도 폴리머 제거력에서 더 우수함을 알 수 있다.
실시예1
도 2는 반도체 기판 상에 금속 배선 또는 각종 콘택홀 등을 형성하는 공정에서 본 발명의 린스 용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 첫째로, S11 단계는 반도체 기판 상에 금속 배선 또는 각종 콘택홀 등을 형성하기 위하여 사진 식각 공정을 진행한 후에 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 에싱한다.
다음에, S12 단계는 상기 에싱 후에 잔여 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립를 수행한다.
다음에, S13 단계는 상기 스트립을 진행 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스를 한다.
상기 TMAH 린스 용액은 식각 부산물인 폴리머를 제거 뿐아니라 상기 스트립 후에 상기 스트립퍼가 적용된 본딩 패드 표면이 직접적으로 탈이온수(D.I.)와 접촉하게 되면 부식(Gavanic corrosion) 및 손상(attack)이 발생하므로 상기 탈이온수로 린스하기 전에 상기 본딩 패드 표면에 적용된 상기 스트립퍼를 세정하는 역할을 한다.
상기 TMAH 린스 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 사용할 수 있다.
린스의 방법은 디핑(Dipping) 방법이나 스프레이(Spray) 방법을 사용할 수 있으며, 린스 용액의 온도는 10℃ 내지 50에서 진행하는 것이 바람직하다.
린스 시간은 1초 내지 10분 동안을 진행하는 것이 바람직하다.
이로써, 금속 배선 또는 각종 콘택홀 등을 형성하는 공정에 있어서 폴리머 제거 상태가 양호한 반도체 소자의 세정방법을 제공할 수 있다.
실시예2
도 3는 반도체 기판 상에 본딩 패드 홀을 형성하는 공정에서 본 발명의 린스용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3를 참조하면, 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정은 반도체 기판 상에 적용된 몇 개의 단계로 이루어진다.
첫째로, S21 단계는 본딩 패드가 형성되어진 상기 반도체 기판 상에 절연막을 증착하고, 상기 절연막은 주로 산화막 및 질화막을 사용한다.
다음에, S22 단계는 상기 절연막 상에 사진 공정을 진행하여 홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한다.
다음에, S23 단계는 상기 사진 공정을 통하여 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 절연막을 건식 식각하여 홀을 형성한다.
상기 건식 식각은 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE) 등의 방법으로 탄화물, 황화물 및 플루오르화물를 포함하는 혼합가스를 사용한다.
상기 건식 식각 공정시 상기 포토레지스트 패턴을 구성하는 C, H, O 등의 성분과 배선 물질이 플라즈마와 반응하여 C를 포함하는 폴리머를 생성하여 상기 본딩 패드 상에 위치하게 된다.
다음에, S24 단계는 상기 건식 식각 후에 상기 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 에싱(ASHING)을 수행하며, 상기 에싱은 주로 O2 가스를 포함한 플라즈마를 사용하여 수행한다.
다음에, S25 단계는 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 유기 스트립퍼(Organic stripper)를 이용하여 스트립을 수행한다.
다음에, S26 단계는 상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스를 한다.
상기 TMAH 린스 용액은 식각 부산물인 폴리머를 제거 뿐아니라 상기 스트립 후에 상기 스트립퍼가 적용된 본딩 패드표면이 직접적으로 탈이온수(D.I.)와 접촉하게 되면 부식(Gavanic corrosion) 및 손상(attack)이 발생하므로 상기 탈이온수로 린스하기 전에 상기 본딩 패드 표면에 적용된 상기 스트립퍼를 세정하는 역할을 한다.
상기 TMAH 린스 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 사용할 수 있다.
린스의 방법은 디핑(Dipping) 방법이나 스프레이(Spray) 방법을 사용할 수 있으며, 린스 용액의 온도는 10℃ 내지 50에서 진행하는 것이 바람직하다.
린스 시간은 1초 내지 10분 동안을 진행하는 것이 바람직하다.
다음에, S27 단계는 상기 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 처리한 반도체 기판을 탈이온수로 린스를 한다.
다음에, S28 단계는 상기 탈이온수 린스 후에 상기 반도체 기판 상의 탈이온수를 건조한다. 상기 건조는 IPA 용액을 이용한 건조 방법으로 수행한다.
실시예 3
도 4a 내지 4f는 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 본 발명의 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 구체적으로, 본딩 패드(110)가 형성된 반도체 기판(100) 상에 절연막(140)을 증착한다. 상기 절연막(140)은 산화막(120) 및 질화막(130)으로 형성한다.
도 4b를 참조하면, 상기 절연막(140) 상에 사진 공정을 진행하여 홀을 위한 포토레지스트 패턴(150)을 형성한다. 상기 사진 공정을 자세히 설명하면, 상기 절연막(140) 상에 포토레지스트(미도시)를 도포한 후 상기 포토레지스트(미도시)에 홀 형성용 마스크 패턴을 전사하는 노광 공정을 진행한다. 그리고 상기 포토레지스트에서 홀이 형성되는 부분의 포토레지스트(미도시)를 제거하는 현상 공정을 진행하여 상기 절연막(140) 상에 홀을 위한 포토레지스트 패턴(150)을 형성한다.
도 4c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(150)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 절연막(140)을 건식 식각하여 본딩 패드 상에 예비 홀(160)을 형성하며 상기 포토레지스트 패턴(150)도 식각되어 감소된 포토레지스트 패턴(150a)이 된다.
상기 건식 식각은 플라즈마 식각 또는 반응성 이온 식각(RIE) 등의 방법으로 탄화물, 황화물 및 플루오르화물를 포함하는 혼합가스를 사용한다.
상기 건식 식각 시 상기 포토레지스트을 구성하는 C, H, O 등의 성분과 배선 물질이 플라즈마와 반응하여 탄소(C, carbon)를 포함하는 폴리머(170)가 생성되어상기 본딩 패드 표면에 위치하게 된다.
도 4d를 참조하면, 상기 건식 식각 후에 상기 포토레지스트 패턴(150a)를 제거하기 위하여 에싱(ASHING)을 수행하며, 상기 에싱은 주로 O2 가스를 포함한 플라즈마를 사용하여 수행한다. 상기 에싱 후에 상기 포토레지스트 완전히 제거되지 않고 잔존 포토레지스트 패턴(150b)이 존재한다.
도 4e를 참조하면, 상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트(150b) 패턴을 제거하기 위하여 유기 스트립퍼(Organic stripper)를 이용하여 스트립을 수행하여 상기 포토레지스트(150b) 패턴이 깨끗하게 제거된다.
도 4f를 참조하면, 상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머(170)를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스를 한다.
상기 TMAH 린스 용액은 식각 부산물인 폴리머(170)를 제거 뿐아니라 상기 스트립 후에 상기 스트립퍼가 적용된 본딩 패드표면이 직접적으로 탈이온수(D.I.)와 접촉하게 되면 부식(Gavanic corrosion) 및 손상(attack)이 발생하므로 상기 탈이온수로 린스하기 전에 상기 본딩 패드 표면에 적용된 상기 스트립퍼를 세정하는 역할을 한다. 그러므로 상기 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스를 수행하여 상기 폴리머(170)가 깨끗하게 제거된 완성 홀(180)이 된다.
상기 TMAH 린스 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 사용할 수 있다.
린스의 방법은 디핑(Dipping) 방법이나 스프레이(Spray) 방법을 사용할 수 있으며, 린스 용액의 온도는 10℃ 내지 50에서 진행하는 것이 바람직하다.
린스 시간은 1초 내지 10분 동안을 진행하는 것이 바람직하다.
다음에, 도식되어 있지 않았으나 상기 린스 후에 상기 TMAH 린스 용액을 세정하기 위하여 상기 반도체 기판을 탈이온수 린스한다. 연속적으로 상기 탈이온수를 건조하기 위하여 건조를 실시한다. 상기 건조는 IPA 용액을 이용한 건조 방법를 사용한다.
이로써 상기 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정을 마치게 된다.
따라서 본 발명인 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스 패턴을 제거하기 위하여 사용된 유기 스트립퍼를 세정하며 식각 부산물인 폴리머 제거력이 우수한 TMAH 린스 용액을 본딩 패드 홀 형성 공정에 사용하여 종래의 IPA 용액의 용도를 대신하면서 폴리머 제거력을 보완하여 추가 에싱을 삭제함으로 생산성을 향상 및 제조 원가를 절감시키고, 추가 에싱으로 발생하는 패드 표면 변색 불량을 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명에 의하면, 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스 패턴을 제거하기 위하여 사용된 유기 스트립퍼를 세정하며 식각 부산물인 폴리머 제거력이 우수한 TMAH 린스 용액을 본딩 패드 홀 형성 공정에 사용하여 종래의 IPA 용액의 용도를 대신하면서 폴리머 제거력을 보완하여 추가 에싱을 삭제함으로 생산성을 향상 및 제조 원가를 절감시키고, 추가 에싱으로 발생하는 본딩 패드 표면 변색 불량을 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킨다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 공정에서 종래의 린스 용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 반도체 기판 상에 금속 배선 또는 각종 콘택홀 등을 형성하는 공정에서 본 발명의 린스 용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3는 반도체 기판 상에 본딩 패드 홀을 형성하는 공정에서 본 발명의 린스용액을 이용한 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 내지 4f는 반도체 기판의 본딩 패드 상에 홀을 형성하는 본 발명의 공정을 나타내는 단면도들이다.
<주요 도면의 부호에 대한 설명>
100 : 반도체 기판 110 : 본딩 패드
120 : 산화막 130 : 질화막
140 : 절연막 150, 150a, 150b : 포토레지스트 패턴
160 : 예비 홀 170 : 폴리머
180 : 완성 홀

Claims (15)

  1. 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 사용되는 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머 제거에 양호한 특징을 가진 린스 용액으로, 조성물 총량에 대하여 1Wt% 내지 30Wt%의 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 70Wt% 내지 99Wt%의 탈이온수(D.I.)를 포함하는 것을 특징으로 하는 린스 용액.
  2. 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱하는 단계:
    상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계: 및
    상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 TMAH 린스 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 린스는 디핑(Dipping) 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 린스는 스프레이(Spray) 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 린스는 10℃ 내지 50℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 린스는 1초 내지 10분 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  8. 본딩 패드 상에 홀을 형성하기 위한 사진 식각 공정을 진행한 반도체 기판 상의 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 에싱하는 단계:
    상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계:
    상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계:
    상기 린스 후에 탈이온수 린스하는 단계; 및
    상기 탈이온수 린스 후에 건조를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 TMAH 린스 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 린스는 디핑(Dipping) 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 린스는 스프레이(Spray) 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 린스는 10℃ 내지 50℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 린스는 1초 내지 10분 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 세정 방법.
  14. 반도체 기판 상에 본딩 패드를 형성하는 단계:
    상기 본딩 패드 상에 보호막을 증착하는 단계:
    상기 보호막 상에 사진 공정을 진행하여 홀을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 보호막을 건식 식각하여 홀을 형성하는 단계;
    상기 홀을 형성한 후에 상기 포토레지스트 패턴을 제거하기 위하여 에싱하는 단계;
    상기 에싱 후에 잔존하는 포토레지스트 패턴를 제거하기 위하여 유기 스프립퍼를 이용하여 스트립하는 단계:
    상기 스트립 후에 상기 유기 스트립퍼의 세정과 식각 부산물인 폴리머를 제거하기 위하여 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide) 린스 용액을 사용하여 린스하는 단계:
    상기 린스 후에 탈이온수 린스하는 단계; 및
    상기 탈이온수 린스 후에 건조를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 패드 홀 형성방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 TMAH 린즈 용액은 TMAH(Tetra methyl ammonium hyroxide)와 탈이온수(D.I.)가 중량 백분율(Wt%)에 따라 각각 1Wt% 내지 30Wt%와 70Wt% 내지 99Wt% 인 것을 특징으로 하는 본딩 패드 홀 형성방법.
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