KR20050116739A - 기판 상의 금속막 스트립 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 금속막을 제거하는 방법으로서 효과적으로 텅스텐을 포함한 금속막을 스트립하기 위한 기판 상의 금속막 스트립 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기판 상의 금속막 스트립 방법은 기판 상의 금속막 스트립 방법에 있어서, 소정의 케미컬이 담긴 케미컬 배스에 불산을 공급하는 단계 및 금속막이 있는 기판을 상기 케미컬로 처리하여 상기 금속막을 스트립하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 기판 상의 금속막 스트립 방법은 텅스텐(W) 제거시 소요되는 케미컬 및 처리 시간을 기존의 절반으로 줄일 수 있어, 원가 절감 및 효율에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 기판 상의 금속막 스트립 방법은 텅스텐(W)을 포함한 금속막의 불완전 제거로 인한 불균일한 표면에 의하여 발생하는 파티클 생성을 효과적으로 억제할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 기판 상의 금속막 스트립 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 케미컬 배스에 불산을 추가 공급하여 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 금속막을 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 제조공정 내에서 금속 박막이나 화학기계적 연마 장비의 모니터링용으로 사용되고 있는 알루미늄, 구리, 코발트, 텅스텐, Ti/TiN 등의 막을 포함하는 금속 더미 기판에서, 기판의 활용도를 높이기 위하여 금속 재생용 장치를 통하여 금속을 스트립하여 기판을 재사용하는 데 사용되는 기판의 금속막을 제거하는 방법에 관한 것이다.
종래에는, 텅스텐막을 갖는 기판의 스트립하는 공정에서는 SPM(H2SO4와 H2
O2의 적정 비율의 혼합액)와 NC2(TMH, Trimethylhydroxide와 H2O2 그리고 초순수 혼합액)의 케미컬을 사용하여 금속을 제거하였다. 고온의 케미컬(SPM은 120~130℃, NC2는 60~70℃) 배스에 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판을 담그는 방식을 통해 케미컬과의 화학 반응을 이용하여 금속을 벗겨내는 방법이었다.
도 1은 종래 기술을 이용한 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 스트립 공정의 단면도이다.
종래 기술에 따른 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 금속막 스트립 방법은 금속막 위의 자연 산화막(native oxide)을 먼저 제거하고 난 후에 상기 금속막을 스트립하는 방식을 채용한다.
즉, 첫 번째로 NC2 케미컬 배스에 자연 산화막(10)을 갖는 상기 금속막 기판(14)을 1800초 동안 담가 자연 산화막(10)과 상기 금속막(11)을 제거한다. 그 후 남은 금속막(11), 티타늄 나이트라이드 막(12), 그리고 열산화 막(13)을 스트립하기 위하여 다시 NC2 케미컬 배스에 기판을 1800초 동안 담가 잔류 금속막을 스트립한다.
금속막 중 텅스텐(W)은 산화력이 강해, 대기 중에서 산소와 잘 결합하여서 표면에 얇게 자연 산화막을 형성한다. 이 산화막은 금속막을 제거하는 공정에서 다른 금속에 비하여 텅스텐의 제거 능력을 저하시키는 역할을 한다.
텅스텐을 포함한 금속막 제거시 표면이 불균일하게 얼룩처럼 남는 경우가 발생하였다. 이 경우 그 얼룩 제거를 다시 시도하여도 완전한 얼룩 제거가 어렵고, 얼룩으로 남은 텅스텐이 파티클로 전환되기도 한다.
상기와 같은 종래 기술을 이용한 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 스트립 방법에서는 타 금속에 비해 텅스텐을 포함하는 금속막을 갖는 기판의 스트립 시간이 오래 걸리는 단점을 갖는다.
또한 상기와 같은 종래 기술을 이용한 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 스트립 방법에서는 텅스텐이 타 금속과 달리 산화력이 강하여, SPM이나 NC2만을 사용한 케미컬에 담금 처리하면 타 금속에 비해 잘 벗겨지지가 않는 문제가 있었다.
또한 종래의 케미컬 배스에 두 번 이상 담그는 방식으로는 완전하게 텅스텐을 포함한 금속막을 스트립할 수 없어 스트립되지 않은 부분이 파티클로 형성되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 금속막을 제거하는 데 화학 처리 전에 불산을 보충 공급하여 텅스텐을 포함한 금속막의 제거시 소요되는 케미컬 및 처리 시간을 기존의 절반으로 줄이고, 텅스텐을 포함한 금속막의 불완전 제거로 인한 불균일한 표면에 의한 발생하는 파티클 생성을 억제토록 하는 기판상의 금속막 스트립 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 기판 상의 금속막 스트립 방법에 있어서, 소정의 케미컬이 담긴 케미컬 배스에 불산을 공급하는 단계 및 금속막이 있는 기판을 상기 케미컬로 처리하여 상기 금속막을 스트립하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 기판 상의 금속막 스트립 방법에 의해 달성된다.
즉 텅스텐을 포함한 금속막을 스트립하기 위해 소정의 케미컬이 담긴 케미컬 배스에 불산(HF)을 보충 공급(sub-spiking)하여 적은 시간 및 높은 효율로 자연 산화막과 텅스텐을 포함한 금속막을 스트립하도록 한다. 바람직하게는 상기 소정의 케미컬은 TMH, H2O2, 및 초순수를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 따른 텅스텐을 포함한 금속막 기판의 스트립의 공정 단면도에 관한 것이다.
즉 자연 산화막(101)을 포함한 텅스텐막(102)을 갖는 기판(105)에서 상기 텅스텐막(102)을 스트립하는 방법은 한 번 이상의 불산을 케미컬 배스에 보충 공급함으로써 이루어진다. 여기서 불산의 보충공급 횟수는 바람직하게는 3회에 걸쳐 수행한다.
따라서 도 2a 및 2b와 같이, 본 발명에 따른 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판을 케미컬 배스에 담그기 직전에 불산을 케미컬 배스에 보충 공급하여 줌으로써 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 자연 산화막 및 텅스텐을 포함한 금속막을 빠른 시간에 그리고 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 재생은 구체적으로 아래와 같은 방법으로 진행된다.
첫 번째, 자연 산화막과 금속막을 제거하는 단계로서, 산에 의해 제거가 잘 되는 금속막은 불산을 여러 차례 보충 공급한 SPM 케미컬의 황산(-H-) 및 과수를 포함한 케미컬 배스에 담금으로써 상기 케미컬들과 금속막 위에 생긴 자연 산화막과 금속막을 화학 반응시켜 제거하며, 염기에 의해 제거가 잘 되는 금속막은 불산을 여러 차례 보충 공급한 NC2의 TMH(-OH-)를 포함한 케미컬 배스에 담금으로써 상기 케미컬들과 금속막 위에 생긴 자연 산화막과 금속막을 화학 반응시켜 제거한다.
두 번째, 금속막이 제거된 기판에 남아 있는 파티클을 최대한 없애기 위하여, 미리 화학 처리한 기판을 깨끗하게 초순수 물에 세정한 후 파티클을 제거하기 위해 능력이 좋은 NC2와 300와트 메가소닉(megasonic)으로 세정을 하면, 금속막이 제거된 기판으로 재사용이 가능해진다.
한편 불산(HF)은 기판에 얇게 형성되어 있는 자연 산화막을 제거하여 금속막 스트립시 케미컬의 역할을 원활하게 해 준다. 그리고 본 발명에서는 금속막 스트립의 화학처리 직전에 수행하는 불산의 보충공급은 바람직하게는 3회에 걸쳐 수행하여야 하는데, 그 이유는 불산의 불산기가 휘발성이 강하여 1회 공급으로는 그 효과가 미약하기 때문이다.
따라서 본 발명의 기술적 사상인 불산(HF) 보충 공급 방법을 사용하면, 효과적인 잔류 얼룩 제거가 가능해진다. 따라서 얼룩으로 남은 텅스텐의 파티클 전환이 효과적으로 줄어들 수 있다.
상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위에 있는 것으로 간주한다.
따라서, 본 발명의 기판 상의 금속막 스트립 방법은 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판을 스트립하기 위하여 케미컬 배스에 불산을 보충 공급함으로써 텅스텐 제거시 소요되는 케미컬 및 처리 시간을 기존의 절반으로 줄일 수 있어, 원가 절감 및 효율에 기여할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 텅스텐을 포함한 금속막의 불완전 제거로 인한 불균일한 표면에 의한 발생하는 파티클 생성을 효과적으로 억제할 수 있는 장점이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술을 이용한 텅스텐을 포함한 금속막을 갖는 기판의 스트립 공정의 단면도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 따른 텅스텐을 포함한 금속막 기판의 스트립 공정의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 101: 자연 산화막 11, 102: 텅스텐막
12, 103: 티타늄 나이트라이드 막 13, 104: 열산화 막
14, 105: 기판
Claims (4)
- 기판 상의 금속막 스트립 방법에 있어서,소정의 케미컬이 담긴 케미컬 배스에 불산을 공급하는 단계; 및금속막이 있는 기판을 상기 케미컬로 처리하여 상기 금속막을 스트립하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 기판 상의 금속막 스트립 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 케미컬은 TMH, H2O2, 및 초순수를 포함함을 특징으로 하는 기판 상의 금속막 스트립 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 불산을 공급하는 단계는 3회에 걸쳐 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 상의 금속막 스트립 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 금속막은 텅스텐막을 포함함을 특징으로 하는 기판 상의 금속막 스트립 방법.
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