KR20100049856A - Method for cleaning a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 세정 방법에 관한 것으로, 구체적으로 최종 연마 후 기판을 세정하는 경우 오존수와 희석 불산을 이용하여 기판 표면에 흡착된 잔류물을 효과적으로 제거하여 돌출형 파생물의 발생을 억제하는 기판 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate cleaning method, and more particularly, to cleaning a substrate after final polishing, by using ozone water and dilute hydrofluoric acid to effectively remove the residue adsorbed on the substrate surface to suppress the generation of protruding derivatives. It is about.
실리콘 웨이퍼인 기판의 세정은 경면 연마 과정에서 발생하는 파티클, 유기 오염물 및 금속 불순물을 제거하기 위한 목적으로 실시된다. 일반적으로 기판 세정 방법은 습식 세정 방법인 RCA법(미국 라디오 코포레이션에 의해 개발되었기 때문에 붙여진 명칭)이 보편적으로 사용되고 있다. RCA법은 제1 표준세정액(Standard Cleaning-1, 이하 SC-1)을 이용하여 기판 표면을 산화, 에칭 시켜 표면에 잔류하는 파티클 및 유기물을 제거하는 단계와 제2 표준세정액(Standard Cleaning-2, 이하 SC-2)을 이용하여 금속 불순물을 제거시키는 단계로 나눌 수 있다. 즉, 종래 기술의 경우, SC-1 세정을 반복 적용하여 기판 표면의 파티클과 유기 오염물 제거를 목적으로 한 전 세정 단계(이하 PCS)와 SC-1, SC-2를 순차적으로 적용하여 기판 표면의 금속 불순물을 제거하는 마무리 세정(이하 FCS)으로 나누어 실시된다.The cleaning of the substrate, which is a silicon wafer, is carried out for the purpose of removing particles, organic contaminants and metal impurities generated in the mirror polishing process. In general, the substrate cleaning method is a wet cleaning method RCA method (named because it was developed by the US Radio Corporation) is commonly used. In the RCA method, the surface of the substrate is oxidized and etched using a first standard cleaning solution (hereinafter referred to as SC-1) to remove particles and organic matter remaining on the surface, and a second standard cleaning solution (standard cleaning-2, Hereinafter, it can be divided into steps of removing metal impurities using SC-2). That is, in the prior art, the SC-1 cleaning is repeatedly applied to sequentially clean the substrate surface by sequentially applying the pre-cleaning step (PCS) and SC-1 and SC-2 to remove particles and organic contaminants on the substrate surface. It is divided into finish cleaning (hereinafter referred to as FCS) to remove metal impurities.
하지만, 실리콘 웨이퍼인 기판 경면 연마 공정 중 마무리 연마(Final Polishing) 과정에서 사용되는 슬러리는 헤이즈(Haze)나 LPD(Light Scatted Defect)를 저감 시키기 위해 고분자 성분이 함유된 슬러리를 사용한다. 이 고분자는 마무리 연마 과정에서 기판 표면과 연마 입자의 직접적인 접촉을 막고 기판 표면에 형상에 의한 선택적인 연마가 가능하게 하여 가공 표면의 거칠기를 향상시키고 표면에 잔류하는 파티클에 대한 제거가 가능한 특징이 있다. 그러나, 연마 과정 이후에도 기판 표면에서의 제거가 용이하지 않고 흡착되거나 고착된 상태로 남아 있어, 이후 SC-1 반복 세정 과정에서 기판 표면을 산화, 에칭 시키는 작용에 대하여 기판 표면을 마스킹 하는 역할을 하여 결과적으로 수~수십 나노 크기의 높이로 돌출된 선형성 파생물(PID; Process Induced Defect) 발생 원인과 기판 표면 청정도에 대한 악화 요인이 된다.However, the slurry used in the final polishing process of the substrate mirror polishing process, which is a silicon wafer, uses a slurry containing a polymer component to reduce haze or light scattered defect (LPD). This polymer prevents direct contact between the surface of the substrate and the abrasive particles during the final polishing process and enables selective polishing on the surface of the substrate to improve the roughness of the processed surface and to remove particles remaining on the surface. . However, even after the polishing process, removal from the substrate surface is not easy and remains adsorbed or fixed, thereby masking the substrate surface against the action of oxidizing and etching the substrate surface in the subsequent SC-1 repeated cleaning process. As a result, process induced defects (PIDs) that protrude from heights of several tens to tens of nanometers in size and cause substrate surface cleanliness are deteriorated.
구체적으로, SC-1 혼합액은 과산화수소와 암모니아가 혼합된 용액으로, 세정 과정에서 과산화수소에 의한 실리콘 웨이퍼인 기판 표면 산화와 암모니아수에 의해 산화된 표면의 미세 에칭을 동시 반복적으로 진행하여 기판 표면의 파티클과 유기 오염물을 제거한다. 하지만, 마무리 연마 공정에서 기판 표면에 흡착된 고분자의 경우 기판 표면을 마스킹하는 역할을 하여 SC-1 세정 과정에서 산화, 에칭을 방해하고, 결과적으로 SC-1 반복 세정으로 인해 웨이퍼 표면에 돌출 형상의 파생물(PID)이 확대되는 문제점이 있다.Specifically, the SC-1 mixture is a solution in which hydrogen peroxide and ammonia are mixed. During the cleaning process, the surface of the substrate, which is a silicon wafer with hydrogen peroxide and the fine etching of the surface oxidized with ammonia water, are repeatedly performed at the same time. Remove organic contaminants However, the polymer adsorbed on the surface of the substrate in the finishing polishing process masks the surface of the substrate, which prevents oxidation and etching during the SC-1 cleaning process. There is a problem that derivatives (PID) are expanded.
따라서, 본 발명의 목적은, 경면 연마 후 기판의 RCA법에 의한 전 세정 및 마무리 세정을 하기 전에 예비 세정 단계를 추가함으로써, 기판 세정 후 청정도를 향상시킬 수 있는 기판 세정 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate cleaning method capable of improving cleanliness after substrate cleaning by adding a preliminary cleaning step prior to pre-cleaning and final cleaning by RCA of the substrate after mirror polishing.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 예비 세정 단계에서 오존수에 의해 기판 표면을 산화시키고 희석 불산 용액을 이용하여 생성된 산화막을 제거하여 마무리 연마 과정에서 기판 표면에 흡착되거나 고착된 상태로 잔류하는 고분자들을 효과적으로 제거하여, 돌출 형상의 파생물로 발전하는 것을 최소화할 수 있는 기판 세정 방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to oxidize the surface of the substrate by ozone water in the preliminary cleaning step and to remove the oxide film formed by using a dilute hydrofluoric acid solution to adsorb or adhere to the substrate surface in the final polishing process. It is to provide a substrate cleaning method that can be effectively removed, minimizing the development of protruding derivatives.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 기판의 경면 연마 후에 실시하며, 오존수 및 희석 불산 용액을 이용하여 상기 기판 표면에 고착된 오염물을 제거한다.The substrate cleaning method according to the present invention is carried out after mirror polishing of the substrate, and removes contaminants fixed on the surface of the substrate using ozone water and dilute hydrofluoric acid solution.
바람직하게, 본 발명에 따른 기판 세정 방법은, 연마 후 기판에 오존수를 제공하여 세정하는 단계, 기판에 희석 불산 용액을 제공하여 세정하는 단계 및 기판에 오존수를 제공하여 세정하는 단계를 포함하고, 상기 오존수는 초순수에 오존을 용존 시킨 것임을 특징으로 한다.Preferably, the substrate cleaning method according to the present invention includes the step of cleaning by providing ozone water to the substrate after polishing, the step of cleaning by providing a diluted hydrofluoric acid solution to the substrate and the step of cleaning by providing ozone water to the substrate, Ozone water is characterized by dissolving ozone in ultrapure water.
바람직하게, 상기 단계들의 전후에는, 상기 기판 표면에 초순수를 제공하여 세정하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, before and after the steps, it may include the step of cleaning by providing ultrapure water to the surface of the substrate.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 경면 연마 후의 기판의 세정에 이용되고, 상기 기판에 초순수를 오존에 용존 시킨 오존수를 제공하여 세정하는 제1 오존수 세정 단계, 상기 기판에 희석 불산 용액을 제공하여 세정하는 희석 불산 용액 세정 단계, 상기 기판에 오존수를 제공하여 세정하는 제2 오존수 세정 단계, 상기 기판에 제1 표준세정액을 반복 적용하여 상기 기판 표면에 잔류하는 파티클 및 유기물을 제거하는 전 세정 단계 및 상기 기판에 제2 표준세정액 및 제1 표준세정액을 순차적으로 적용하여 금속불순물을 제거하는 마무리 세정 단계를 포함한다.The substrate cleaning method according to the present invention is used for cleaning a substrate after mirror polishing, and the first ozone water cleaning step of providing and cleaning ozone water in which ultrapure water is dissolved in ozone to the substrate, and cleaning by providing a diluted hydrofluoric acid solution on the substrate. A step of cleaning dilute hydrofluoric acid solution, a step of cleaning a second ozone water by supplying ozone water to the substrate, a pre-cleaning step of repeatedly applying a first standard cleaning solution to the substrate to remove particles and organic substances remaining on the surface of the substrate, and the substrate And applying a second standard cleaning liquid and a first standard cleaning liquid to the finish cleaning step of removing metal impurities.
바람직하게, 상기 단계들 전후에는, 상기 기판 표면에 초순수를 제공하여 세정하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, before and after the steps, it may include the step of cleaning by providing ultrapure water to the surface of the substrate.
바람직하게, 상기 오존수의 오존 농도는 10ppm 이상이다.Preferably, the ozone concentration of the ozone water is 10 ppm or more.
바람직하게, 상기 희석 불산 용액의 농도는 초순수 대비 0.1 내지 2 볼륨퍼센트(vol.%)이다.Preferably, the concentration of the dilute hydrofluoric acid solution is 0.1 to 2 volume percent (vol.%) Relative to ultrapure water.
바람직하게, 상기 제1 오존수 세정 단계 및 제2 오존수 세정 단계에는 초음파가 될 수 있고, 상기 희석 불산 용액 세정 단계에도 초음파가 제공될 수 있다. 상기 초음파의 주파수는 메가소닉(megasonic)인 것이 바람직하다.Preferably, the first ozone water washing step and the second ozone water washing step may be ultrasonic waves, and ultrasonic waves may also be provided in the dilute hydrofluoric acid solution washing step. The frequency of the ultrasonic wave is preferably megasonic.
상기 제1 오존수 세정 단계에서, 상기 기판 상의 고분자 화합물이 해리되고 상기 기판 표면이 산화된다.In the first ozone water washing step, the polymer compound on the substrate is dissociated and the surface of the substrate is oxidized.
상기 기판 세정 방법은 매엽식 또는 배치식 타입의 세정 장치에서 이용될 수 있으며, 상기 매엽식 타입의 세정 장치는 스핀 방식 또는 침지식 중 어느 하나일 수 있다.The substrate cleaning method may be used in a single type or batch type cleaning apparatus, and the single type type cleaning apparatus may be either a spin type or an immersion type.
상기 매엽식 타입의 세정 장치는 연마기와 함께 클러스터 형태로 구성되어, 상기 기판이 연마 공정 후 연속적으로 세정될 수 있다.The sheet type cleaning apparatus is configured in a cluster form together with a polishing machine so that the substrate can be continuously cleaned after the polishing process.
또한, 상기 기판 세정 방법은 반도체 실리콘 웨이퍼 연마 후의 세정 또는 디바이스 연마 후의 세정에 이용될 수 있다.Further, the substrate cleaning method can be used for cleaning after semiconductor silicon wafer polishing or after device polishing.
본 발명에 따른 기판 세정 방법에 의하면, SC-1 적용 전 단계에서 산화력과 유기물에 대한 해리 능력이 우수한 오존수를 사용하여 기판 표면을 산화시키고 희석 불산 용액을 이용하여 생성된 산화막을 제거하여, 마무리 연마 과정에서 기판 표면에 흡착되거나 고착된 상태로 잔류하는 고분자들을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the substrate cleaning method according to the present invention, in the step before applying SC-1, the surface of the substrate is oxidized using ozone water having excellent oxidizing power and dissociation ability to organic matter, and the resulting oxide film is removed using a dilute hydrofluoric acid solution to finish polishing. There is an effect that can effectively remove the polymer remaining in the adsorbed or fixed state on the substrate surface in the process.
또한, 본 발명에 따른 기판 세정 방법에 의하면, 기판 표면에 잔류하는 고분자를 효과적으로 제거함으로써, 돌출 형상의 파생물이 기판 표면에 생기는 것을 억제할 수 있어 기판의 청정도를 향상시키고 최종 기판 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the substrate cleaning method according to the present invention, by effectively removing the polymer remaining on the surface of the substrate, it is possible to suppress the occurrence of protruding derivatives on the surface of the substrate to improve the cleanliness of the substrate and improve the final substrate quality It has an effect.
본 발명에 따른 기판 세정 방법에 의하면, 종래의 RCA법에 의한 기판 세정 방법 전에 오존수와 희석 불산 용액에 의한 예비 세정 단계를 추가할 수 있어, 종래 기판 세정 공정에 큰 변화를 가하지 않고서 본 발명에 따른 기판 세정 방법을 적용할 수 있는 효과가 있다.According to the substrate cleaning method according to the present invention, it is possible to add a preliminary cleaning step with ozone water and dilute hydrofluoric acid solution before the substrate cleaning method by the conventional RCA method, and according to the present invention without making a large change in the conventional substrate cleaning process. There is an effect that the substrate cleaning method can be applied.
또한, 본 발명에 따른 기판 세정 방법은 매엽식(single wafer type) 기판 세정 장치뿐만 아니 배치식(batch type) 기판 세정 장치에서 모두 사용될 수 있는 장점이 있다.In addition, the substrate cleaning method according to the present invention has an advantage that it can be used both in a single wafer type substrate cleaning apparatus and in a batch type substrate cleaning apparatus.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under the above-mentioned rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 기판 세정 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 전 세정(S200) 및 마무리 세정(S300) 단계를 구체적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a substrate cleaning method according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart specifically illustrating steps of pre-cleaning (S200) and finishing cleaning (S300).
도 1을 참고하여, 본 발명에 따른 기판 세정 방법은 마무리 연마를 끝낸 웨이퍼인 기판을 오존수 및 희석 불산 용액을 이용하여 기판 표면에 고착된 오염물을 제거한다.Referring to FIG. 1, the substrate cleaning method according to the present invention removes contaminants fixed on the surface of the substrate using ozone water and a dilute hydrofluoric acid solution.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 RCA법에 의한 세정을 실시하기 전에, 오존수를 제공하여 기판 표면을 산화시키고, 희석 불산 용액을 제공하여 생성된 산화막을 제거하며, 다시 오존수를 제공하여 기판 표면이 친수성 표면을 갖도록 하는 세정 단계를 포함한다. 상기 단계들의 전후에는 기판 표면에 초순수를 제공하여 세정하는 단계를 포함할 수 있다.In the substrate cleaning method according to the present invention, before performing cleaning by the RCA method, ozone water is provided to oxidize the substrate surface, a dilute hydrofluoric acid solution is removed to remove the formed oxide film, and ozone water is again provided to make the substrate surface hydrophilic. And a cleaning step to have the surface. Before and after the steps may include the step of cleaning by providing ultrapure water to the surface of the substrate.
도 1을 참고하여 본 발명에 따른 기판 세정 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1 will be described in more detail the substrate cleaning method according to the present invention.
연마 후 기판은 제1 오존수 세정 단계에서, 초순수에 오존을 용존 시킨 오존수(O3, 이하 오존수)를 이용하여 세정한다(S110). 이어서, 희석 불산 용액 세정 단계에서, 희석 불산 용액(Diluted HF)을 이용하여 기판의 세정을 진행한다(S120). 다음으로, 제2 오존수 세정 단계에서, 다시 오존수를 이용하여 세정을 진행한다(S130). 상기 단계들(S110~S130)은 순차적으로 진행하면서, 각 단계들의 전용 전과 후에 기판 표면에 초순수(DI Water)를 이용하여 직전 세정 공정에서 사용된 세정액이 기판 표면에 잔류하는 것을 제거하는 공정을 공통적으로 수행한다.After polishing, the substrate is cleaned in the first ozone water washing step using ozone water (O3, hereinafter ozone water) in which ozone is dissolved in ultrapure water (S110). Subsequently, in the dilute hydrofluoric acid solution cleaning step, the substrate is cleaned using the dilute hydrofluoric acid solution (Diluted HF) (S120). Next, in the second ozone water washing step, washing is further performed using ozone water (S130). The steps S110 to S130 are sequentially performed, and a process of removing residuals of the cleaning liquid used in the immediately cleaning process on the substrate surface by using ultra pure water (DI Water) on the surface of the substrate before and after each step is common. To do it.
다음으로, 오존수와 희석 불산 용액으로 세정된 기판에 SC-1(제1 표준세정액)을 반복 적용하는 전 세정 단계와 SC-2(제2 표준세정액)와 SC-1을 순차적으로 적용하는 마무리 세정 단계를 진행한다(S200, S300). 도 2를 참고하여, 전 세정 단계에서는 SC-1을 반복적으로 기판에 적용함으로써 기판 표면에 잔류하는 파티클 및 유기물을 제거하고, 마무리 세정 단계에서 SC-2와 SC-1을 순차적으로 적용하여 금속불순물을 제거한다.Next, a pre-cleaning step in which SC-1 (first standard cleaning solution) is repeatedly applied to the substrate cleaned with ozone water and dilute hydrofluoric acid solution, and finishing cleaning in which SC-2 (second standard cleaning solution) and SC-1 are sequentially applied. Proceed to the step (S200, S300). Referring to FIG. 2, in the pre-cleaning step, particles and organics remaining on the surface of the substrate are removed by repeatedly applying SC-1 to the substrate, and metal impurities are sequentially applied by applying SC-2 and SC-1 sequentially in the final cleaning step. Remove it.
상기 제1 오존수 세정 단계(S110)에서 세정액으로 이용되는 오존수는, 마무리 연마 공정 후 기판 표면에 잔류하는 파티클 및 마무리 연마용 슬러리에 함유된 고분자를 제거하기 위하여 오존수가 가지는 강한 산화력과 강한 해리 능력을 이용한다. 이는 기판 표면을 산화시키고 고분자와 같은 유기물들에 대한 제거를 용이하게 하기 위한 목적으로 사용된다.The ozone water used as the cleaning liquid in the first ozone water washing step (S110) has a strong oxidizing power and a strong dissociation ability that ozone water has in order to remove particles remaining on the substrate surface and the polymer contained in the finish polishing slurry after the finish polishing process. I use it. This is used for the purpose of oxidizing the substrate surface and to facilitate the removal of organics such as polymers.
도 3은 최종 연마 슬러리 내의 고분자 해리를 나타내기 위해, 여러 가지 용액에서 최종 연마 슬러리의 입자 크기 분포를 나타낸 것이다. FIG. 3 shows the particle size distribution of the final polishing slurry in various solutions to show polymer dissociation in the final polishing slurry.
일반적으로 고분자가 첨가된 슬러리의 입도 분포를 측정하여 광산란 정도(Light Scattering Intensity)에 대한 입도 분포를 보면, 그 분포가 넓거나 쌍봉 형태의 분포를 보인다. 이는 슬러리 내의 고분자들이 망사 구조를 형성하고 이 구조 내에 슬러리 입자들이 포집되어 있어서 초순수와 희석하면 충분히 확산되지 않아 생기는 현상이다. In general, when the particle size distribution of the slurry to which the polymer is added is measured and the particle size distribution for light scattering intensity is shown, the distribution is wide or bimodal. This is a phenomenon in which the polymers in the slurry form a mesh structure, and slurry particles are trapped in the structure, so that when diluted with ultrapure water, the polymer does not diffuse sufficiently.
도 3에서, 상기 특성들을 이용하여, 초순수, SC-1, 오준수에 슬러리를 혼합하여 고분자 해리 능력을 입도분석기(OTSUKA Elec. ELS-8000)을 이용하여 측정된 평균 입경의 결과를 비교하였다. In FIG. 3, using the above characteristics, the slurry was mixed with ultrapure water, SC-1 and Ohjun water to compare the results of the average particle diameters measured using a particle size analyzer (OTSUKA Elec. ELS-8000).
측정 결과, 도 3에 도시된 바와 같이 초순수, SC-1, 오존수 순으로 평균 입경이 작았고 반복 측정에 대한 평균 입경의 변동 폭도 낮았다. 또한, 오존수에 혼합된 슬러리의 평균 입경은 전자 현미경에서 측정된 일차 입경과 동일한 평균 입경을 갖는다. 이는 슬러리에 함유된 고분자 성분이 오존수에 의하여 완전히 해리되어 상기 언급된 입도 분포 현상이 나타나지 않는 것으로 보이고, 상기 평가 세정액 중에서 오준수의 고분자 해리 능력이 가장 우수한 것을 알 수 있다.As a result, as shown in FIG. 3, the average particle diameter was small in the order of ultrapure water, SC-1, and ozone water, and the variation in the average particle diameter for the repeated measurement was also low. In addition, the average particle diameter of the slurry mixed with ozone water has the same average particle diameter as the primary particle diameter measured with the electron microscope. It can be seen that the polymer component contained in the slurry is completely dissociated by ozone water, so that the above-mentioned particle size distribution phenomenon does not appear, and the polymer dissociation ability of Oh Junsu is the best among the evaluation cleaning liquids.
희석 불산 용액 세정 단계(S120)는 제1 오존수 세정 단계(S110)에서 오준수에 의해 산화된 표면을 제거하기 위한 목적으로 수행된다. 희석 불산 용액 세정 단계(S120)에서 사용되는 불산 용액(원액 기준 50%)은 희석 불산을 사용하는 것이 바람직하다. Dilution hydrofluoric acid solution cleaning step (S120) is performed for the purpose of removing the surface oxidized by OH water in the first ozone water cleaning step (S110). As the hydrofluoric acid solution (50% based on the stock solution) used in the dilute hydrofluoric acid solution washing step (S120), it is preferable to use dilute hydrofluoric acid.
이 때, 상기 희석 불산 용액은 초순수 대비 0.1 내지 2 볼륨퍼센트(vol.%)의 농도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 불산의 농도에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 하한에 미달하면 실리콘 산화막 에칭에 대한 유효한 효과를 얻을 수 없어 바람직하지 못하다. 또한, 상기 상한을 초과하면, 불산 농도의 증가 대비 실리콘 산 화막의 에칭 효과가 크지 않으므로 불산 농도를 증가시키는 실익이 크지 않아 바람직하지 못하고, 웨이퍼인 기판 표면에 비정상적인 파임 현상이 발생하여 피하는 것이 좋다.At this time, the dilute hydrofluoric acid solution preferably has a concentration of 0.1 to 2% by volume (vol.%) Compared to ultrapure water. Regarding the numerical range for the concentration of hydrofluoric acid, when the lower limit is reached, an effective effect on etching of the silicon oxide film cannot be obtained, which is not preferable. In addition, if the upper limit is exceeded, since the etching effect of the silicon oxide film is not large compared to the increase in the hydrofluoric acid concentration, the profit of increasing the hydrofluoric acid concentration is not large, which is not preferable.
희석된 불산을 이용하여 기판 표면의 산화막을 제거하게 되면, 기판 표면이 소수성 표면을 갖게 되어 이후 이동 과정에서 파티클이 재흡착되는 문제가 발생하고 이후 세정 공정에서 SC-1 세정 용액에 투입될 경우, SC-1 용액 내의 암모니아수(NH4OH)에 의해 소수성 표면인 실리콘이 직접 작용을 하여 표면에 좋지 않은 영향을 주게 된다. When the oxide film on the surface of the substrate is removed by using dilute hydrofluoric acid, the surface of the substrate has a hydrophobic surface, which causes re-adsorption of particles during the migration process. Ammonia water (
따라서, 제2 오존수 세정 단계(S130)에서는, 이러한 영향을 배제하기 위해 오존수를 이용하여 기판 표면을 산화시킴으로써 기판에 친수성 표면을 형성시킨다.Therefore, in the second ozone water cleaning step (S130), in order to eliminate such effects, a hydrophilic surface is formed on the substrate by oxidizing the substrate surface with ozone water.
제1 오존수 세정 단계(S110)와 제2 오존수 세정 단계(S130)에서 세정액으로 이용되는 오존수는 오존 농도가 5ppm 이상이고, 바람직하게는 10ppm 이상이다. 또한, 이러한 오존수는 상온에서 사용하는 것이 바람직하다.The ozone water used as the cleaning liquid in the first ozone water washing step S110 and the second ozone water washing step S130 has an ozone concentration of 5 ppm or more, and preferably 10 ppm or more. In addition, it is preferable to use such ozone water at normal temperature.
상기 오존수의 오존 농도에 대한 수치 범위와 관련하여, 상기 오존농도의 하한에 미달하면, 오존수는 유기 오염물을 유효하게 제거할 수 없고 제거 시간이 오래 걸리게 된다. Regarding the numerical range for the ozone concentration of the ozone water, when the lower limit of the ozone concentration is lowered, the ozone water cannot effectively remove organic contaminants and takes a long time for removal.
도 4는 하기 비교예와 실시예에 따른 돌출형 파생물 발생률을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph showing the incidence of protruding derivatives according to the following Comparative Examples and Examples.
도 4를 참고하여, 비교예와 본 발명의 실시예를 통해, 오존수가 돌출형 파생물 발생을 억제시키는 효과를 이하에서 설명한다.With reference to Figure 4, through the comparative example and the embodiment of the present invention, the effect of suppressing the generation of protruding derivatives will be described below.
(비교예)(Comparative Example)
최종 연마 공정 후, 비교예는 "린스 → SC-1 → 린스 → 건조"의 순으로 진행한 종래의 세정 방법을 이용하여 진행하였다. 이 때, 비교예는 SC-1의 농도비는 암모니아수(NH4OH) : 과산화수소(H2O2) : 물(H2O) = 1: 1 : 20 ~ 1 : 2 : 40의 범위에서, 온도는 55~65℃의 범위에서 실시하였다. 이 때, 초음파를 병행하여 함께 수행하였다.After the final polishing step, the comparative example was carried out using a conventional washing method in the order of "rinse → SC-1 → rinse → dry". In this case, the concentration ratio of SC-1 is ammonia water (
(실시예)(Example)
본 발명에 따른 실시예는 최종 연마 공정 후 "린스 → 오존수 →희석 불산 → 오존수 → 린스 → SC-1 → 린스 → 건조"의 순으로 진행하였다. SC-1의 조건은 비교예의 조건과 동일하고, 오존수 및 희석 불산의 농도는 각각 30ppm과 1볼륨퍼센트(vol.%)를 이용하여 상온에서 수행하였다. 오존수를 이용한 세정에서는 오염 입자 제거를 돕고자 초음파를 병행하여 수행하였다. 본 실시예에서는 희석 불산에는 초음파를 병행하지 않았지만, 희석 불산 사용시에도 초음파를 같이 병행하는 것도 가능하다.Example according to the present invention was carried out in the order of "rinse → ozone water → dilute hydrofluoric acid → ozone water → rinse → SC-1 → rinse → drying after the final polishing process. The conditions of SC-1 were the same as those of the comparative example, and the concentrations of ozone water and dilute hydrofluoric acid were performed at room temperature using 30 ppm and 1 volume percent (vol.%), Respectively. In washing with ozone water, ultrasonic waves were performed in parallel to help remove contaminants. In this embodiment, the ultrasonic wave is not combined with the diluted hydrofluoric acid, but the ultrasonic wave can be combined with the diluted hydrofluoric acid.
도 4를 참고하면, 돌출형 파생물 발생율은 MAGICS(LaserTec. Inc.)를 이용하여 분석하였다. 본 발명에 따른 실시예에 의한 경우 기판 표면의 돌출형 파생물의 발생률이 비교예에 비해 80% 이상 감소한 결과를 보였다.Referring to Figure 4, the incidence of protruding outgrowth was analyzed using MAGICS (LaserTec. Inc.). According to the embodiment of the present invention, the incidence of protruding derivatives on the surface of the substrate was reduced by 80% or more compared with the comparative example.
도 5는 마무리 연마 후 기판의 기존 SC-1에 의한 세정 방법과 본 발명에 따른 기판 세정 방법에 대한 메커니즘을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a mechanism for cleaning a substrate by conventional SC-1 after finishing polishing and a substrate cleaning method according to the present invention.
도 5의 도면 부호는 슬러리 입자(1), 슬러리를 감싸고 있는 고분자 화합 물(2), 실리콘 웨이퍼인 기판(3), 고분자 화합물 및 계면활성제(4), 돌출형 파생물(5) 및 산화막(6)을 나타낸다.5 denotes slurry particles (1), a polymer compound (2) surrounding the slurry, a substrate (3) that is a silicon wafer, a polymer compound and a surfactant (4), a protruding derivative (5), and an oxide film (6). ).
도 5를 참조하여, 기존의 SC-1에 의한 세정은 고분자에 대한 제거 능력이 오존수와 비교하여 떨어지고 SC-1 용액에 첨가된 과산화수소와 암모니아수에 의해 산화, 에칭이 반복적으로 진행된다. 이 경우, 기판 표면에 제거되지 않은 불순물에 의하여 산화, 에칭되는 속도 차이를 보이게 되고, 결과적으로 기판 표면에 돌출형 파생물(5)이 발생한다.Referring to FIG. 5, in the conventional SC-1 cleaning, the removal ability of the polymer is inferior to that of ozone water, and oxidation and etching are repeatedly performed by hydrogen peroxide and ammonia water added to the SC-1 solution. In this case, the difference in the speed of oxidation and etching by impurities not removed on the surface of the substrate is shown, and consequently, the protruding
그러나, 본 발명에 따른 오존수, 희석 불산 용액에 의한 세정의 경우, 오존수의 강한 산화력으로 기판(3) 표면의 고분자 화합물(2)을 해리 시키고 기판 표면(3)을 산화시키며, 이를 불산으로 제거하는 과정으로 나누어 진행된다. 이에 의해, 보다 청정한 기판(3) 표면을 얻을 수 있다.However, in the case of washing with ozone water and dilute hydrofluoric acid solution according to the present invention, the strong oxidizing power of ozone water dissociates the polymer compound (2) on the surface of the substrate (3) and oxidizes the substrate surface (3), and removes it with hydrofluoric acid. It is divided into courses. As a result, a cleaner surface of the
본 발명에 따른 기판 세정 방법에서, 제1 오존수 세정, 제2 오존수 세정 및 희석 불산 용액 세정 단계에는 초음파가 제공되어 세정 효과를 증대시킬 수 있다. 이 때, 초음파의 주파수는 메가소닉(megasonic)일 수 있다.In the substrate cleaning method according to the present invention, ultrasonic waves may be provided in the first ozone water cleaning, the second ozone water cleaning and the dilute hydrofluoric acid solution cleaning step to increase the cleaning effect. At this time, the frequency of the ultrasonic wave may be megasonic.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 매엽식 세정 장치 또는 배치식 세정 장치에서 이용될 수 있으며, 매엽식 세정 장치에서는 스핀 방식 또는 침지식 방식 모두에 이용될 수 있다.The substrate cleaning method according to the present invention can be used in a single wafer cleaning apparatus or a batch cleaning apparatus, and in the single wafer cleaning apparatus, it can be used in both a spin type or an immersion type.
바람직하게, 본 발명에 따른 기판 세정 방법이 상기 매엽식 세정 장치에서 이용될 경우, 상기 매엽식 세정 장치는 연마기와 함께 클러스터 형태(cluster type)로 구성되어, 기판 연마 공정 후 세정 공정이 연속적으로 수행될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 기판 세정 방법은 연마기와 클러스터 형식의 매엽식 세정기를 도입하여 함께 수행될 수 있다.Preferably, when the substrate cleaning method according to the present invention is used in the sheet cleaning apparatus, the sheet cleaning apparatus is configured in a cluster type together with a polishing machine so that the cleaning process is continuously performed after the substrate polishing process. Can be. That is, the substrate cleaning method according to the present invention may be performed together by introducing a polishing machine and a cluster type sheet cleaning machine.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 반도체 실리콘 웨이퍼 연마 후 세정에 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 디바이스 공정의 연마 후의 세정에도 이용될 수 있다.The substrate cleaning method according to the present invention can be used not only for cleaning after semiconductor silicon wafer polishing but also for cleaning after polishing of the device process.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
본 명세서 내에 포함되어 있음.Included in this specification.
도 1은 본 발명에 따른 기판 세정 방법을 나타낸 흐름도이다;1 is a flowchart illustrating a substrate cleaning method according to the present invention;
도 2는 전 세정 및 마무리 세정 단계를 구체화한 흐름도이다;2 is a flow diagram embodying preclean and finish clean steps;
도 3은 여러 용액 속에서 최종 연마 슬러리의 입자 크기 분포를 나타낸다;3 shows the particle size distribution of the final polishing slurry in various solutions;
도 4는 비교예와 실시예에 따른 돌출형 파생물의 발생율을 나타낸다;4 shows the incidence of protruding derivatives according to Comparative Examples and Examples;
도 5는 기존 SC-1에 의한 세정 방법 및 본 발명의 세정 방법에 따른 돌출형 파생물의 제거 메커니즘을 나타내는 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a cleaning method according to the conventional SC-1 and a removal mechanism of the protruding derivative according to the cleaning method of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 슬러리 입자 2 : 고분자 화합물1: slurry particles 2: polymer compound
3 : 기판 4 : 고분자 화합물 및 계면활성제3: substrate 4: high molecular compound and surfactant
5 : 돌출형 파생물 6 : 산화막 5: protruding derivative 6: oxide film
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|---|---|---|---|---|
| CN109326501A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 上海新昇半导体科技有限公司 | A kind of semiconductor crystal wafer finally polish after cleaning method |
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2008
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN109326501A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 上海新昇半导体科技有限公司 | A kind of semiconductor crystal wafer finally polish after cleaning method |
| CN109326501B (en) * | 2017-07-31 | 2021-06-22 | 上海新昇半导体科技有限公司 | Cleaning method for semiconductor wafer after final polishing |
| EP4181171A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-17 | Siltronic AG | Method for cleaning a semiconductor wafer |
| WO2023083628A1 (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | Siltronic Ag | Method for cleaning a semiconductor wafer |
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