KR20060135037A - 이온―주입 포토레지스트 제거를 위한 비―플루오르화물함유 초임계 유체 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온-주입 포토레지스트를 가지는 반도체 기판들로부터 이온-주입 포토레지스트를 제거하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 상기 제거 조성물은 이온-주입 포토레지스트를 제거하는데 유용한 초임계 CO2 (SCCO2), 공-용매 및 환원제를 함유한다. 이러한 제거 조성물은 제거 시약으로서의 SCCO2의 내재된 결함 즉, SCCO2의 무-극성 성질 및 그와 관련된, 포토레지스트에 존재하여 효율적인 세정을 위하여 반도체 기판으로부터 제거되어야 하는 무기 염들 및 극성 유기화합물들과 같은 종의 용해 불능을 극복한다.
이온-주입 포토레지스트, 반도체, 초임계 유체
Description
발명의 분야
본 발명은 그 위에 이온-주입 포토레지스트들을 가지는 기판으로부터, 이온-주입 포토레지스트들을 포함하는 포토레지스트들의 제거를 위한, 반도체 제조에 유용한 비-플루오르화물이 함유된 초임계 유체 (SCF)-기반 조성물 및 반도체 기판으로부터 이온-주입 포토레지스트의 제거를 위하여 상기 조성물들을 사용하는 방법들에 관한 것이다.
관련 발명의 설명
반도체 장치가 보다 더 집적화 및 소형화되면서, 이온 주입은 반도체 기판에서 불순물 분포를 정확하게 제어하기 위하여 더 광범위하게 사용되고 있다. 이 공정 동안, 패턴화된 포토레지스트는 이온들의 선택된 주입을 위해 자주 사용된다.
포토레지스트 층은 폴리머 물질 또는 수지(resin) 및 광활성 화합물인 감광 제를 포함한다. 마스크(mask)가 자외선에 포토레지스트 층의 일부분을 노출하기 위하여 이용되고, 패턴화된 레지스트 층이 생기면서 포토레지스트 층이 발전된다. 패턴화된 레지스트 층이 사용되어서 이온 주입 동안 밑에 놓인 기판의 선택된 일부분만이 이온들로 주입된다. 중요하게, 반도체 장치의 제조에 있어서 다음 단계로 진행하기 전에, 이온 주입 후 레지스트 층은 제거되어야한다.
그러나, 고-주입량(high-dose), 예를 들어, 〉1×1015 atoms/cm2의 이온 주입 공정에 포토레지스트를 노출시키는 것은, 포토레지스트의 표면에서 수소를 고갈시켜, 포토레지스트의 표면은 단단해지고, 탄화되며, 높은-가교-결합된 크러스트(crust)로 변형된다. 단단해진 포토레지스트를 제거하는 통상적인 방법들은, 크러스트(crust)에 침투하여 포토레지스트를 제거시키기 위하여, 종종 할로겐 가스와 조합하여 사용되는, 산소-플라즈마 에싱(ashing)을 포함한다. 전형적으로, 플라즈마 에싱 공정은 마이크로 전자 장치의 적절한 작동 보장, 및 제조 공정에서 다음 공정 단계들에 대한 방해 또는 결함을 피하기 위하여 잔존하는 잔류물 및 비-휘발성 오염물질들을 제거하는, 습식 화학 약품들 및/또는 희석된 산을 사용하는 추가 세정 단계를 필요로 한다.
상기 에싱 및 습식 세정 작용들의 다수의 문제점들 및 결함들은, 하기를 포함해서, 그들의 적용에서 발생된다:
(1) 벌크 포토레지스트(bulk photoresist)에 있는 열처리 된, 잔여 용매가 단단해진 크러스트(crust) 아래에서 기화하면서, 기판 표면으로부터 포토레지스트 가 파열(popping)되는 현상(반도체 기판의 관련된 오염 초래);
(2) 플라즈마 에싱 공정에 의해 완전하게 제거되지 않은 포토레지스트에 주입된 비-휘발성 금속 화합물의 존재로 인한 잔여의 금속 오염물 발생;
(3) 플라즈마 에싱 및 습식 화학약품 처리를 사용함에도 불구하고 반도체 기판에 남아 있는 단단한 잔여물의(중합된 크러스트 또는 고 가교-결합된 중합체) 생성;
(4) 포토레지스트 박리 사이클(stripping cycle) 시간 및 재공품(work-in-process) 단계들을 증가시키는 반복적인 세정 단계들의 필요; 및
(5) 처리되어야 하는 습식 화학 약품들 및/또는 희석된 산(acid)의 상당한 양.
반도체 제조 산업에서, 반도체 기판으로부터 이온-주입으로 단단해진 포토레지스트 및 그들의 잔여물을 제거하기 위한 개선된 포뮬레이션들을 개발하기 위하여 중요하고 연속적인 시도들이 이루어지고 있다. 이러한 시도는 임계 치수들에서의 연속적이고 빠른 감소에 의하여 좌절되어 왔다.
수성-기반 조성물들을 포함하는, 통상적인 습식-세정 방법들은 세정 용액에 사용된 액체들의 높은 표면 장력 특성들 때문에, 100nm 이하로 임계 치수 (CD) 폭들이 감소하면서 상당한 제한들을 수반한다. 또한, 수성 세정 용액들은 기계적인 세기, 수분 흡수, 열 팽창계수, 및 다른 기판과의 점착을 포함하는, 다공성 저-k 절연성 물질들의 중요한 물질 성질들에 강하게 영향을 미칠 수 있다.
초임계 유체들 (SCF)는 반도체 기판으로부터 포토레지스트들을 제거하기 위 한 대안의 방법을 제공한다. SCFs는 빛을 빨리 방사시키고, 낮은 점도를 갖으며, 영에 가까운 표면 장력을 갖고, 그리고 깊은 트렌치(trenches) 및 비아(vias)로 용이하게 침투할 수 있다. 게다가, 그들의 낮은 점도로 인하여, SCFs는 용해시킨 종을 빠르게 수송할 수 있다. 그러나, SCFs는 매우 비-극성이어서 많은 종들이 그 안에서 적절하게 용해되지 않는다.
따라서, 반도체 기판으로부터 통상적인 제거 조성물들 및 방법론들의 상기와 같은 결함들을 극복하는 이온-주입 포토레지스트의 제거를 위한 효과적인 SCF-기반 조성물들을 제공하는 것은 당업계에서 주목할 만한 진보가 될 것이다.
발명의 요약
본 발명은 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판들로부터, 이온-주입 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트의 제거를 위하여 반도체 제조에 유용한 비-플루오르화물을 함유한 SCF-기반 조성물들에 관한 것이다. 본 발명은 또한 반도체 기판들로부터 이온-주입 포토레지스트의 제거를 위하여 상기 SCF-기반 조성물들을 사용하는 방법에 관한 것이다.
일 관점에서, 본 발명은 하나 이상의 SCF, 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하는, 이온-주입 포토레지스트 제거 조성물에 관한 것이다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판으로부터 상기 이온-주입 포토레지스트를 제거하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기판으로부터 이온-주입 포토레지스트를 제거하기 위하여 충분한 접촉 조건들 하에서 충분한 시간 동안, 하나 이상의 SCF, 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하는 SCF-기반 조성물과 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판을 접촉하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 관점들, 특징들 및 구현예에는 하기 명세서 및 첨부된 청구항들로부터 보다 명백해 질 것이다.
발명의 상세한 설명, 및 바람직한
구현예
본 발명은, 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 반도체 기판으로부터, 이온-주입 포토레지스트를 포함하는, 포토레지스트의 제거에 유용한 비-플루오르화물을 함유하는 초임계 유체 (SCF)-기반 조성물의 발견에 근거를 두고 있다. 특히, 본 발명은 여기에 기술된 SCF-기반 조성물들을 사용하여 패턴화된 반도체 웨이퍼들로부터 이온-주입 포토레지스트의 제거에 관한 것이다.
관련된 특정한 적용에 따른 특정한 SCF의 선택과 함께, 어떤 적절한 SCF 종으로도 본 발명이 실행될 수 있지만, 그것의 용이하게 제조되는 특성, 독성의 결여 및 무시할 수 있는 환경적인 영향들로 인하여, 초임계 이산화탄소 (SCCO2)가 본 발명의 광범위한 실시에서 바람직한 SCF이다. 본 발명의 실시에서 유용한 다른 바람직한 SCF 종은 산소(oxygen), 아르곤(argon), 크립톤(krypton), 제논(xenon), 및 암모니아(ammonia)를 포함한다. 이하, 본 발명의 광범위한 기술에서 SCCO2에 대한 특정한 참조는 본 발명의 실례가 되는 예시로 제공하는 것이지 어떤 방식으로든 본 발명의 SCCO2를 제한하는 것을 의미하지는 않는다.
SCCO2는, 액체 및 가스 양쪽의 특성을 모두 가지기 때문에 반도체 웨이퍼의 표면으로부터 원치 않는 종 및/또는 층의 제거를 위한 매력적인 시약이다. 가스처럼, SCCO2는 빠르게 확산되고, 낮은 점도와 영(zero)에 가까운 표면 장력을 가져 용이하게 깊이 있는 트렌치(deep trenches) 및 비아(vias) 속으로 침투한다. 액체처럼, SCCO2는 "습식(wash)" 매질로서 벌크 흐름 성능(bulk flow capability)을 가지고 있다.
그러나, 이들의 외면상의 장점들에도 불구하고, SCCO2는 무-극성이다. 따라서, 그것은 효율적인 세정을 위해 반도체 기판으로부터 제거되어야 할, 무기 염들 및 극성 포토레지스트 물질을 포함하는, 많은 이온 또는 극성 종들을 용해시키지 못한다. 따라서, 반도체 장치의 제조에서 SCCO2의 무-극성 특성은 공정 단계들 이후의 포토레지스트 제거를 위한 상기 시약의 사용에 장애가 된다.
그러나, 본 발명은 SCCO2와 다른 SCFs들의 무-극성과 관련된 단점들이 하기에 더 자세히 기술된 것과 같이, 첨가제들과 비-플루오르화물을 함유한 SCOO2-기반 제거 조성물들의 적절한 포뮬레이션(formulation)에 의하여 극복될 수 있다는 발견과 그리고 SCCO2-기반 제거 매질을 사용하여 기판으로부터 포토레지스트 및 이온-주입 포토레지스트를 제거하는 것이 매우 효과적이고, 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판, 예를 들어, 패턴화된 이온 주입 반도체 웨이퍼로부터 손상 및 잔류물-없이 포토레지스트의 제거를 달성한다는 수반된 발견에 근거를 두고 있다.
일 관점에서, 본 발명은 반도체 기판으로부터 이온 주입 포토레지스트의 제거에 유용한 비-플루오르화물 함유 SCCO2-기반 제거 조성물들에 관한 것이다. 본 발명의 포뮬레이션은 SCCO2, 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하고, 이들의 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 성분들의 범위는 표 1에 나타내었다.
| 성분 | 중량 % |
| SCCO2 | 약 60.0% ~ 약 90.0% |
| 공-용매 | 약 10.0% ~ 약 30.0% |
| 환원제 | 약 0.01% ~ 약 5.0% |
본 발명의 광범위한 실시에서, SCCO2-기반 제거 조성물은 SCCO2, 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하거나, 상기로 구성되거나, 또는 필수적으로 구성될 수 있다.
SCCO2와 함께 공-용매의 포함은, SCCO2만 사용하는 것에 비하여, 포토레지스트 및 이온 주입 포토레지스트 종을 위한 조성물의 용해도를 증가시켜서, 포토레지스트를 위한 조성물의 제거 효율에서 주목할 만한 향상을 제공한다. SCCO2-기반 제거 조성물에서 사용된 공-용매는 바람직하게는 알코올이다. 본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 알코올은 직쇄 또는 측쇄 C1~C6 알코올(즉, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소프로판올(isopropanol) 등), 또는 상기 알코올 종의 둘 또는 그 이상의 혼합물을 포함한다. 본 발명의 다른 구현예에 있어서, 공-용매는 모노에탄올아민(monoethanolamine) 및 트리에탄올아민(triethanolamine)을 포함하는 아민(amine)이다. 바람직한 구현예에 있어서, 알코올은 이소프로판올 (IPA)이다.
환원제는 여기에 기술된 SCF-기반 조성물들을 사용하여 이온-주입 포토레지스트 제거의 효과를 증가시키기 위하여 포함된다. SCF-기반 조성물들에 사용된 환원제는 포름산(formic acid), 수소 가스(hydrogen gas), 포름알데히드(formaldehyde), 포르말린(formalin), 보란(boranes), 디보란(diboranes), 아민 안정화된 보란(R3N·BH4)(여기서, R은 직쇄 또는 측쇄 C1~C4 알킬 그룹), 아민 안정화된 알란(R3N·AlH3)(여기서, R은 직쇄 또는 측쇄 C1~C4 알킬 그룹), BH4와 AlH4의 테트라알킬 아민(tetraalkyl amines)(여기서, 알킬(alkyls)은 직쇄 또는 측쇄 C1~C4 그룹들) 및 다른 수소-발생 화합물들을 포함한다.
일반적으로, 상호 관련된 SCCO2, 공-용매, 및 환원제의 특정 비율 및 양은, 포토레지스트 및 이온-주입 포토레지스트가 기판으로부터 세정되기 위하여 SCCO2/공-용매/환원제 조성물의 바람직한 용해(용매화(solvating))를 제공토록 적절하게 변화될 수 있다. 상기 특정 비율 및 양은 과도한 노력 없이 당해 기술분야 내에서 간단한 실험에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
SCCO2/공-용매/환원제 조성물의 제거 효율은 SCCO2-기반 조성물과 제거될 포토레지스트의 접촉단계에서 승온 조건의 사용에 의해 향상시킬 수 있다.
본 발명의 SCCO2-기반 조성물은 조성물의 제거 능력을 더 향상시키거나, 또는 조성물의 특성을 개선하기 위하여 추가 성분들과 함께 선택적으로 제조할 수 있다. 따라서, 조성물은 안정화제(stabilizers), 킬레이팅제(chelating agents), 산화 방지제(oxidation inhibitors), 합성제(complexing agents) 등과 함께 제조될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 본 발명의 SCF-기반 조성물은 SCCO2, IPA, 및 포름산을 포함한다.
다른 구현예에 있어서, 본 발명은, 여기에 기술된 SCCO2-기반 조성물을 사용하여 반도체 웨이퍼 표면으로부터, 이온-주입 포토레지스트를 포함하는, 포토레지스트의 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명의 SCCO2-기반 조성물들은, (ⅰ) 필요한 화학 시약들의 부피를 최소화하여, 폐기물의 양을 줄이고, 그리고 (ⅱ) 파열(popping) 및 오염 잔류물 형성을 최소화하며, 동시에 재활용할 수 있는 성분들, 예를 들어 SCFs을 가지는 조성물 및 방법을 제공하여 이온-주입 포토레지스트 제거 기술들에 관한 선행 기술의 단점들을 극복하였다.
적합한 SCCO2-기반 제거 조성물은, 더 또는 덜 접촉하는 시간 및 온도가 본 발명의 광범위한 실시들에서 유리하게 적용될 수 있지만, 포토레지스트의 바람직한 제거를 수행하기 위해서 약 1500psi ~ 약 4500psi 범위의 압력하에서 충분한 시간 동안, 예를 들어, 약 1분 ~ 약 20분 범위의 접촉 시간 및 약 30℃ ~ 약 100℃의 온도에서 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 웨이퍼 표면에 접촉되기 위해 사용될 수 있다. 바람직한 구현에 있어서, 접촉 온도는 약 50℃ ~ 약 90℃ 범위이고, 더 바람직하게는 약 70℃이다.
본 발명의 실시에서 포토레지스트의 제거에 대한 성질 및 정도에 대한 특정 온도 증가 및 온도 범위의 효과는 특정 값까지 온도를 변화시키고 그 온도에서 SCCO2-기반 조성물에 의하여 기판으로부터 제거된 포토레지스트 물질의 양을 측정하여 경험적으로 용이하게 결정될 수 있다. 상기 방법에 있어서, 최적의 온도수준은 제거되는 특정 포토레지스트 물질에 대하여, 본 발명의 특정 SCCO2-기반 조성물을 위해 결정될 수 있다.
같은 방식에서, 온도 이외의 공정 조건들은 선택되고 최적이거나, 아니면 초임계 유체 조성물이 기판으로부터 제거될 이온-주입 포토레지스트와 그 기압에서 접촉되는 초대기압(superatmospheric pressure), 접촉하는 SCCO2-기반 제거 조성물의 플로우(folw) 및/또는 정적 특징(static character), 및 접촉하는 시간을 포함하는, 당해 기술분야 내에서 결정된 유리한 조건들 일 수 있다.
이온 주입 포토레지스트 함유하는 웨이퍼 표면은 포토레지스트를 함유하는 웨이퍼 표면 위로 SCCO2-기반 조성물을 역동적으로 흐르게 하거나 웨이퍼 표면에 SCCO2-기반 제거 조성물을 스미게 해서 처리될 수 있다.
"동적" 접촉 방식은, 질량 전달 구배를 최대화하고 표면으로부터 포토레지스트의 완전한 제거를 수행하는 웨이퍼 표면 위에서의 조성물의 연속적인 흐름을 포함한다. "정적 소크(soak)" 접촉 방식은, 조성물의 정적 부피 (static volume)와 웨이퍼 표면을 접촉시키고, 계속되는 (소킹(soaking)) 시간 동안 그들 사이의 접촉을 유지하는 것을 포함한다.
더욱 바람직한 구현예에서 제거 공정은, SCCO2-기반 제거 조성물에서 웨이퍼의 정적인 소크(soak)가 이어지는, 이온-주입 포토레지스트를 함유하는 웨이퍼 표면 위로의 SCCO2-기반 조성물의 동적 플로우를 포함하는 연속 처리 단계들을 포함하는데, 상기 교차 단계들의 사이클(cycle)에서, 각각의 동적 플로우 및 정적 소크 단계들은 교차적 및 반복적으로 수행된다.
예를 들면, 동적 플로우/정적 소크 단계들은, 일련의 2.5분~10분 동적 플로우 및 2.5분~ 5분 고압 정적 소크, 예를 들어, 약 3000psi~4500psi와 2.5분~10분 동적 흐름, 및 2.5분~10분 저압 정적 소크(soak), 예를 들어, 약 1500psi~2900psi을 포함하는 것과 같이, 전술한 구현예에서 네 개의 연속적인 사이클들로 수행될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 순서는 3000~4500 psi에서 5분 동적 플로우(flow) 및 5분 정적 소크(soak)로 구성된다.
웨이퍼 표면과 SCCO2-기반 조성물의 접촉 후에, 바람직하게는 다음 과정으로 웨이퍼는 제1 세정 단계에서 입자들의 제거가 이루어지는 웨이퍼 표면의 영역에서 어떤 잔여의 침전된 화학 첨가제들을 제거하기 위하여, 풍부한 양의 SCF/알코올 용액으로 세정되고, 그리고 제2 세정단계에서, 웨이퍼 표면으로부터의 어떤 잔여의 메탄올 및/또는 침전된 화학 첨가제를 제거하기 위하여, 최종적으로 풍부한 양의 순수한 SCF로 세정된다. 바람직하게는, 세정을 위하여 사용되는 상기 SCF는 SCCO2이다.
본 발명의 SCCO2-기반 조성물들의 공-용매/환원제 성분은 예를 들어, 완만한 교반 하에, 혼합 용기(mixing vessel)에서 성분의 간단한 혼합에 의해 용이하게 제조된다.
일단 제조되면, 상기 SCCO2-기반 제거 조성물은, 예를 들어, 적절한 부피 측정 비율 및 양으로 SCCO2-기반 제거 조성물이 제공되는 가압된 접촉 챔버(chamber)에서 적절한 가압하에서 그 위의 이온-주입 포토레지스트와의 접촉을 위하여 웨이퍼 표면에 적용되어서, 웨이퍼 표면으로부터 이온-주입 포토레지스트의 제거를 위한 바람직한 접촉 작용을 수행한다.
본 발명의 SCCO2-기반 조성물들에 대한 특정 접촉 조건들은, 여기에서의 설명을 토대로 당해 기술분야 내에서 용이하게 결정될 수 있고, 본 발명의 SCCO2-기반 조성물들에서 성분들의 특정 비율 및 농도들은 웨이퍼 표면으로부터 이온 주입 포토레지스트의 바람직한 제거를 달성하는 동안 광범위하게 변화될 수 있다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 하기에 논의된 실시예로 보다 명백하게 보여진다.
도 1은 고-주입량의(high-dose) 이온-주입 포토레지스트-베어링(photoresist-bearing) 제어 웨이퍼의 광학 이미지이다.
도 2는 70℃ 및 3000psi에서 초임계 이산화탄소 (SCCO2)/이소프로판올 (IPA)/포름산 용액을 사용하여 웨이퍼의 세정 후, 주변 SiO2 층의 약간의 에칭(etching)만이 있는, 포토레지스트의 완벽한 제거를 보여주는, 도 1의 웨이퍼의 광학 이미지이다.
이번 연구에서 실험된 상기 샘플 웨이퍼는, 그 위에 DUV 고-주입량의(high-dose) 이온-주입 포토레지스트 층들을 가지는 Si/SiO2 패턴화된 웨이퍼들이었다. 여기서 기술되는 바와 같이, 다양한 화학 첨가제들이 SCCO2-기반 조성물에 첨가되고, 포토레지스트 제거 효율이 평가되었다. SCCO2-기반 조성물의 온도는 제거 실험 전반에 걸쳐 70℃로 유지되었다. 층 제거 후에, 웨이퍼는, 잔여의 용매 및/또는 침전된 화학 첨가제들을 제거하기 위하여 충분한 양의 SCCO2/IPA 및 순수한 SCCO2로 완전히 헹궈졌다. 상기 결과들은 하기 기술된 바와 같이, 도 1~2에 나타내었다.
특정 예로서, 도 1은 깊은 자외선(DUV) 고-주입량(high-dose) 이온-주입 포토레지스트-베어링 제어 웨이퍼의 광학 현미경 이미지이다.
도 2는 70℃ 및 3000psi에서, SCCO2/IPA/포름산의 세정 조성물과 포토레지스트-베어링 기판을 접촉시켜 포토레지스트를 세정시킨 해당 세정 후 샘플의 광학 이미지이다. 도 2에서 관찰된 것과 같이, 포토레지스트는 상기 조건들 하에서 완전하게 제거되었다. 환원제가 더해진 알코올들은 고-주입량의(high-dose) 이온-주입 포토레지스트 제거에 대하여 효과가 있는 것으로 결론지을 수 있다.
따라서, 상기-기술된 도면들은 웨이퍼 표면들로부터 이온-주입 포토레지스트의 제거를 위하여, 본 발명에 따른 SCCO2-기반 조성물이 효과가 있음을 증명한다.
다음의 포뮬레이션은 패턴화된 Si/SiO2 표면으로부터 이온-주입 포토레지스트의 상당한 제거를 달성한다. " 실질적인 제거"는 광학 현미경에 의하여 결정된 것과 같이, 반도체 장치로부터 포토레지스트의 98%의 제거보다 더 높은 것으로 정의된다. 이러한 특정 구현예에서, 이온-주입 포토레지스트의 100% 제거는 3000psi 및 70℃에서 9분 동안의 모든 조건하에서 모든 범위에서 관찰되었다.
| 성분 | 중량% |
| 포름산(96%) | 0.60 |
| 이소프로필 알코올 | 6.0 |
| SCCO2 | 93.4 |
따라서, 본 발명이 본 발명의 특정한 면들, 특징들 및 실례가 되는 구현들을 참조하여 여기에 기술되었지만, 본 발명의 유용성이 이러한 것에 의해 제한되지 않고, 수많은 다른 면들, 특징들 및 구현예로 확대 및 포함하는 것은 자명할 것이다. 따라서, 이후 설명되는 청구항들은, 본 발명의 의도 및 범위 안에서, 모든 이러한 다른 면들, 특징들 및 다른 구현예를 포함하는 것과 같이, 대응적으로 광범위하게 해석될 것이다.
Claims (27)
- 하나 이상의 초임계 유체 (SCF), 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하는 이온-주입 포토레지스트 제거 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 SCF는 이산화탄소(carbon dioxide), 산소(oxygen), 아르곤(argon), 크립톤(krypton), 제논(xenon), 및 암모니아(ammonia)로 구성된 그룹에서 선택되는 유체(fluid)를 포함하는 제거 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 SCF는 이산화탄소를 포함하는 제거조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 공-용매는 하나 이상의 C1~C6 알코올을 포함하는 제거 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 공-용매는 이소프로판올(isopropanol)을 포함하는 제 거 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 환원제는 포름산(formic acid), 수소 가스(hydrogen gas), 포름알데히드(formaldehyde), 포르말린(formalin), 보란(boranes), 디보란(diboranes), 아민 안정화된 보란(amine stabilized boranes), 아민 안정화된 알란(amine stabilized alanes), 및 BH4와 AlH4의 테트라알킬 아민(tetraalkyl amines) 중 하나 이상 포함하는 제거 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 환원제는 포름산을 포함하는 제거 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 SCF-기반 제거 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로, SCF 약 60.0 중량% ~ 약 90.0중량%, 공-용매 약 10.0중량% ~ 약 30.0중량%, 및 환원제 약 0.01중량% ~ 약 5.0중량%를 포함하는 제거 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 SCF은 이산화탄소를 포함하는 제거 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 공-용매는 하나 이상의 C1~C6 알코올을 포함하는 제거 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 환원제는 포름산(formic acid), 수소 가스(hydrogen gas), 포름알데히드(formaldehyde), 포르말린(formalin), 보란(boranes), 디보란(diboranes), 아민 안정화된 보란(amine stabilized boranes), 아민 안정화된 알란(amine stabilized alanes), 및 BH4와 AlH4의 테트라알킬 아민(tetraalkyl amines) 중 하나 이상을 포함하는 제거 조성물.
- 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판으로부터 이온-주입 포토레지스트를 제거하는 방법에 있어서, 기판으로부터 이온-주입 포토레지스트를 제거하기에 충분한 접촉 조건하에서 충분한 시간 동안, 하나 이상의 SCF, 하나 이상의 공-용매, 및 하나 이상의 환원제를 포함하는 SCF-기반 제거 조성물과 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판을 접촉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 SCF는 이산화탄소(carbon dioxide), 산소(oxygen), 아르곤(argon), 크립톤(krypton), 제논(xenon), 및 암모니아(ammonia)로 구성된 그룹에서 선택되는 유체(fluid)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 SCF는 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉 조건들은 약 1500 psi ~ 약 4500 psi 범위의 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉 시간은 약 1분 ~ 약 20분 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 공-용매는 하나 이상의 C1~C6 알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 공-용매는 이소프로판올(IPA)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 환원제는 포름산(formic acid), 수소 가스(hydrogen gas), 포름알데히드(formaldehyde), 포르말린(formalin), 보란(boranes), 디보란(diboranes), 아민 안정화된 보란(amine stabilized boranes), 아민 안정화된 알란(amine stabilized alanes), 및 BH4와 AlH4의 테트라알킬 아민(tetraalkyl amines) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 환원제는 포름산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 SCF-기반 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로, SCF 약 60.0 중량% ~ 약 90.0중량%, 공-용매 약 10.0중량% ~ 약 30.0중량%, 및 환원제 약 0.01중량% ~ 약 5.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉 단계는 (i) 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판과 SCF-기반 조성물의 동적 플로우(dynamic flow) 접촉, 및 (ⅱ) 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판과 SCF-기반 조성물의 정적 소킹(static soaking) 접촉을 포함하는 사이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 사이클은 그 위에 이온-주입 포토레지스트를 가지는 기판의 동적 플로우(dynamic flow) 접촉 (i) 및 정적 소킹(static soaking) 접촉 (ⅱ)을 교차적 및 반복적으로 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 이온-주입 포토레지스트가 제거된 영역에서, 잔여의 침전된 화학 첨가물들을 제거하기 위하여, SCF/이소프로판올/물 세정용액을 이용하는 제1 세정단계, 및 잔여의 침전된 화학 첨가물들 및/또는 잔여 알코올을 제거하기 위하여, SCF를 사용하는 제2 세정단계로, 기판을 세정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제24항에 있어서, 상기 SCF는 SCCO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉 조건들은 약 50℃ ~ 약 90℃ 범위의 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 포토레지스트는 고-주입량(high-dose) 이온-주입 공정에 노출시키되, 상기 고-주입량 이온주입율은 1×1015 atoms/cm2 보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
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