KR960002631B1 - 집적회로 및 반도체 표면으로부터 금속 함유의 오염물을 제거하기 위한 할로겐화된 카르복실산 세정제 및 이를 사용한 오염물 제거방법 - Google Patents

집적회로 및 반도체 표면으로부터 금속 함유의 오염물을 제거하기 위한 할로겐화된 카르복실산 세정제 및 이를 사용한 오염물 제거방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

집적회로 및 반도체 표면으로부터 금속 함유의 오염물을 제거하기 위한 할로겐화된 카르복실산 세정제및 이를 사용한 오염물 제거방법
제1도는 본 발명의 방법에 의한 오염물 제거율을 나타낸 것.
본 발명은 반도체와 집적회로의 제조시 사용되는 세정제및, 이 세정제를 사용하여 잔류물을 상당량 제거하는 증기상 방법에 관한 것이다. 상기 세정제는 C2내지 약 C10의 부분 할로겐화된 또는 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산을 유효량 포함하고, 상기 할로겐 원자는 불소 또는 염소이다.
전자 산업분야는 반도체 및 집적회로가 더욱 소형화 되면서, 디자인은 더욱 복잡해져가는 추세에 있다. 이를 위해서는, 회로제조에 사용되는 트랜지스터, 이극 진공관(diode) 등과 같은 개별 활성 전기장치 및 이들 장치들을 연결시키는 접속체를 점점 소규모로 제조해야만 한다. 회로의 크기가 작아질수록, 전자장치 제조시 발생하는 오염물에 의해 장치가 고장나고 그 기능이 부전될 가능성이 커진다. 따라서, 제품의 질은 그대로 유지시키면서 집적회로의 기능을 완전하게 발휘시킬 기능성이 최대가 되는 범위에서 표면의 오염물을 주의해서 제거해야 한다.
집적회로의 제조시 발생하는 오염물로는 광저항 물질, 잔류성 유기 오염물 및 잔류성 금속 오염물, 예컨대 알칼리 금속 및 천연/금속산화물이 있으며, 금속 이온 및 유리 금속을 용액중에 수용할 수 있는 에칭제또는 레지스트 스트리퍼 배스에 침액시키는 동안 전자장치상에 부수적으로 증착되는 금속산화물과 금속 할로겐화물을 포함하는 금속 필름도 있다. 또한 이와 유사하게 각종 취급과정 및 플라즈마 에칭공정상에서 상기 어셈블리에 중착되는 부식성 오염물도 있다. 이들 오염물들은 장치의 전자 접속체를 약화시키거나 부서지기 쉽게 할 뿐 아니라, 장치의 층들을 박리시켜 누출 또는 물리적 파손을 초래한다.
화학 세정제는 대개, 집적회로를 제조하는데 필요한 수많은 개별 단계들 사이에서, 결합되거나 흡착된 금속산화물 및 부식성 염화물의 잔류물을 웨이퍼 표면으로부터 제거하는데 사용한다. 통상의 화학적 세정은 대개 산과 헹굼 배스를 연속 사용하여 수행한다. 이들 세정법은 후속 가공단계를 수행하기 직전에 상기 전자장치를 세정액에 침액시키기 때문에 대부분의 경우 "습식" 기술로 칭해지기도 한다. 이러한 세정액을 사용하는 경우에는, 다음과 같은 여러가지 문제점이 발생하는데, 즉 세정제가 표면으로부터 불완전하게 제거되고, 오염물을 제거한 표면상에 새로운 오염물이 유입되며, 유해 폐기액이 발생하여 이를 처리해야 한다.
표면이 노출된 실리콘 또는 열 성장된 산화 실리콘 결정으로부터 필름 오염물을 제거하는 전형적인 습식세정법은 하기 (1)-(4)단계를 포함한다 ; (1) 황산/과산화수소와 같은 무기 레지스트 스트리퍼에 웨이퍼를 침액시킨 후, 황산/산화제혼합물에 침액시켜 탈이온수로 헹구는 단계 ; (2) 물/수산화 암모늄/과산화수소의 혼합물에 웨이퍼를 침액시켜 금속산화물과 금속을 제거한 후 탈이온수로 헹구는 단계 ; (3) 여전히 젖어 있는 웨이퍼를 물/염산/과산화수소의 혼합물에 침액시켜 원자성 오염물 및 이온성 오염물을 탈착시키는 단계 ; 및 (4) 증류수로 헹군후, 질소와 같은 불활성 대기하에서 건조시키는 단계. 상기 언급된 "습식" 세정법은 다음과 같은 많은 문제점을 안고 있다 :
ⅰ) 암모니아와 HCI증기가 혼합됨에 따라, 콜로이드성 염화 암모늄 입자를 함유한 입상 연기를 형성시키는데, 이는 웨이퍼의 오염을 야기시킬 수 있다.
ⅱ) 과산화수소의 부재시에는 수산화 암모늄이 실리콘의 에칭제로 작용하기 때문에, 상기 (2)단계의 세정액중 과산화수소가 고갈되는 것을 방지하는데 특별한 주의를 기울여야 한다.
ⅲ) 세정 잔류물을 제거하는데 필요한 수많은 증류수 세척 단계 동안 상기 시스템에 부가의 오염물이 유입될 수 있다.
ⅳ) 후속 가공 단계를 수행하기 전에, 특히 고온의 진공상태를 구비시켜 미량의 습기를 제거해야 한다.
습식 웨이퍼 세정법과 관련된 단점으로 인해, 세정제를 증기 상태로 사용하여 제거하는 "건식" 세정법을 연구하게 되었다. 증기상 세정법을 수행하기 위해서는, 세정제와 오염물을 접촉시켜 형성된 생성물이 세정시킬 표면으로부터 거의 완전하게 제거될 수 있을 정도로 충분한 휘발성을 가져야 한다. 제조업자들은 상기 열거된 문제점이 해소된 "건식" 세정제및 이 세정제를 사용하는 증기상 방법에 대한 연구를 계속해 나가고 있으며, 그 결과 환경에 유해한 제제를 사용하지 않고도 고품질의 전자장치를 제조할 수 있게 되었다.
본 발명은 완성된 전자장치의 제조시 필요한 수많은 개별 제조단계들 사이에 집적회로 및 반도체의 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거하는 증기상 방법에 관한 것이다. 전자장치의 표면상에 존재하는 금속-함유 오염물을 제거하는 방법은, 세정시킬 표면상에 휘발성 금속-리간드 착물을 형성시키기에 충분한 온도에서 상기 열거된 세정제중 하나 또는 이들의 혼합물 유효량을 세정시킬 표면과 접촉시키는 단계 ; 및 생성된 휘발성 금속-리간드 착물을 장치의 표면에서 승화시킴으로써 잔류물이 거의 없는 깨끗함 표면을 제공하는 단계로 구성된다.
본 발명의 세정제는 C2내지 약 C10의 부분 할로겐화된 또는 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산을 유효량 포함하고, 할로겐 원자는 불소 및 염소중에서 선택되며, 세정할 표면상의 금속-함유 오염물과 세정제는 서로 반응하여 휘발성 금속-리간드 착물을 형성시킬 수 있다. 바람직한 구체예에서, 카르복실산은 부분 불소화된 또는 완전 불소화된 C2내지 약 C10의 직쇄 또는 측쇄 지방족 카르복실산으로서, 대표적인 예는 트리플루오로아세트산이다.
다른 구체예에서는, 질소, 아르곤 또는 헬륨(이에 국한되는 것은 아님)을 비롯한 불활성 대기에 유효량의 상기 세정제를 분산시킨다. 또다른 구체예에서는, 유효량의 세정제를 산화대기에 분산시켜, 상기 카르복실산과 산화 대기의 혼합물에 의해 기판 표면상의 금속-함유 오염물을 이에 상응하는 금속산화물로 산화시킨 후, 이들 산화물을 상기 세정제와 반응시켜 휘발성 금속-리간드 착물을 형성할 수 있도록 한다. 적절한 산화 대기로는 산소-함유 기체 혼합물, N2O, HCl, HF, F2, Cl2및 Br2가 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
실리콘, 산화 실리콘, 보로포스포실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리 및 스트론륨 티탄염을 비롯한 광범위한 기판 표면으로부터 금속-함유 오염물이 제거될 수 있다. 상기 방법은 처리조건하에서 세정제와 반응할 수 없는 임의의 기판을 세정하는 데에도 사용할 수 있다. 이러한 종류의 기판으로부터 제거될 수 있는 금속-함유 오염물에는 일반식 MO, MO2, MO3, M2O 및 M2O3로 표시되는 금속산화물이 있는데, 이 때 M은 각각의 금속산화물의 금속을 나타낸다. 통상적인 금속에는 구리, 철, 니켈, 크롬 및 금이 있다. 또한, 상기 방법은 일반식 M+n(X-)n으로 표시되는 금속 할로겐화물과 같은 금속-함유 오염물도 제거할 수 있는데, 이때 n은 1,2 또는 3이고, X는 염소, 브롬 또는 요오드 원자이며, M은 각 금속 할로겐화물의 금속을 나타낸다. 이의 대표적인 금속은 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 이트륨, 망간 및 크롬이다.
본 발명의 세정법은 즉석에서 동일계상으로 수행할 수 있으므로 통상적인 습식 세정법에 비해 다음과 같은 많은 잇점이 제공한다 : ⅰ)후속의 제조 단계를 수행하기 전에 전자장치의 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거하기 위해서 제조 과정중에 제조장치로부터 전자장치를 분리시킬 필요가 없다. ⅱ) 본 발명의 세정제에 의하면, 후속의 제조단계 또는 어셈블리의 성능을 방해할 가능성이 있는 잔류물을 전자 어셈블리 표면상에 거의 남기지 않는다.
본 발명은 전자장치를 제조하는데 필요한 수많은 개별 제조단계들 사이에서 집적회로 및 반도체와 같은 전자장치의 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거하는 세정법에 관한 것이다. 본 발명은 당해 기술분야에 공지된 종래의 습식 세정법에 비해 많은 잇점을 제공한다. 즉, 본 발명의 세정법은 동일계로 즉시 실시할 수 있으므로, 후속의 제조단계를 수행하기 전에 전자제품의 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거하기 위해서 제조할 전자장치를 제조장치로부터 분리시킬 필요가 없다. 또한, 본 발명의 세정제는 후속의 제조단계를 방해할 가능성이 있는 잔류물을 장치표면상에 거의 남기지 않는다.
본 발명의 방법은, C2내지 약 C10의 부분 할로겐화된 또는 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산 (이때, 할로겐 원자는 불소 또는 염소중에서 선택됨)중 하나 또는 2 이상의 혼합물을 유효량 포함하는 신종의 세정제를 사용하는 방법이다. 카르복실산의 탄화수소부에서 불안정한 수소원중 일부 또는 전부를 불소 및/또는 염소로 치환시키는데 적합한 대표적인 직쇄 또는 측쇄 카르복실산은 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, t-부티르산과 ; 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노탄산 및 데칸산의 직쇄 및 측쇄 이성질체이다.
바람직한 구체예에서, 카르복실산은 부분 불소화된 또는 완전 불소화된 직쇄 또는 측쇄 지방산 카르복실산이다. 바람직한 완전 불소화된 카르복실산은 트리플루오로 아세트산(TFAA)이다. 본 명세서 및 청구범위에서 나오는 "부분 할로겐화된 카르복실산"이란 용어는 카르복실산의 탄소쇄상에 있는 하나 또는 그 이상의 불안정한 수소원자가 불소원자, 염소원자 또는 불소원자와 염소원자의 조합물로 치환된 카르복실산을 일컫는 것이다. 따라서, 부분 할로겐화된 카르복실산은 하나 또는 그 이상의 불소원자, 하나 또는 그 이상의 염소원자, 또는 불소원자와 염소원자의 조합물을 포함할 수 있다. 완전 불소화된 카르복실산이란 용어는 카르복실산의 탄소쇄상에 있는 각각의 불안정한 수소원자가 불소원자로 치환된 카르복실산을 일컫는 것이다.
본 발명의 부분 할로겐화된- 및 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산은 당분야에 널리 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 당업자들은 대개 할로겐화도가 증가함에 따라 각 카르복실산의 휘발성도 증가한다는 것을 알 것이다. 예를들어, 트리플루오로아세트산은 디플루오로아세트산보다 휘발성이 크다.
본 발명의 세정제에 사용된 용어 "유효량"이란, 원하는 세정 활성을 얻는데 필요한 표제의 할로겐화된 카르복실산의 양을 칭하는 것이다. 본 발명에 청구된 방법을 실시하는데 필요한 세정제의 유효량은 당업자라면 쉽게 결정할 수 있으며, 세정제를 제조장치에 전달하는 방법에 따라 좌우된다. 작동 압력은 본 발명의 실행시 결정적인 것은 아니나, 약 100℃ 내지 400℃의 온도에서 리간드에 의해 형성되는 통상적인 압력은 10토르 내지 약 760토르이다.
다른 구체예에서는, 유효량의 세정제를 불활성 대기중에 분산시킨다. 적합한 불활성 대기로는 질소, 아르곤 및 헬륨이 있다. 최적의 양은 사용된 세정 리간드의 종류, 표면에서 제거하고자 하는 금속-함유 오염물 및 표면상의 오염물양에 따라 좌우된다. 통상적인 가스상 리간드의 농도는 원하는 불활성 대기중에 분산된 원하는 리간드의 1.0% 내지 약 100.0%, 바람직하게는 5.0% 내지 25.0%이다.
다른 구체예에서는, 유효량의 세정제를 산화 대기중에 분산시켜, 부분 할로겐화 또는 완전 할로겐화된 카르복실산과 산화 대기의 조합물에 의해 기판 표면상에 존재한 금속-함유 오염물이 이에 상응하는 금속산화물로 산화될 수 있도록 한다. 통상적인 가스상 리간드의 농도는 원하는 산화대기중에 분산된 원하는 리간드의 1.0% 내지 약 100.0% 바람직하게는 5.0% 내지 25.0이다. 생성된 금속산화물은 상기 나열된 세정제와 반응하여 휘발성 금속-리간드 착물을 형성시킬 수 있다. 적합한 산화대기로는 산소, 산소-함유 기체혼합물, N2O, HCl, HF, F2,Cl2및 Br2이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 산소-함유 기체 혼합물의 예는 제로-그레이드 공기(약 19.5 내지 23.5몰%의 산소, 0.5몰% 미만의 탄솨수소를 함유하고, 그 나머지는 질소로 구성된 기체 혼합물 ; 미합중국, 펜실베이니아, 알렌타운, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드에서 시판)이다.
용어 "금속-리간드 착물"이란, 방법의 진행동안 동일계상에서 형성된 할로겐화된 카르복실산과 금속-함유 오염물의 반응 생성물을 일컫는 것이다. 전자장치 또는 기판의 표면상에 존재하는 휘발성 금속-리간드 착물은 이어서 표면에서 승화되어, 잔류물이 거의 없는 깨끗한 표면을 제공한다. 이 방법은 전자장치의 제조시 요구되는 전도 금속의 증착, 에칭 단계 및 마스킹(masking) 단계를 방해할 수 있는, 기판 표면상에 존재하는 금속-함유 오염물의 함량을 상당히 감소시킨다.
본 발명의 세정제는 당 분야에 공지된 기계작업 및 수작업에 모두 사용할 수 있다. 사용할 특정 세정제, 및 세정시킬 기판으로 상기 세정제를 전달하는데 적합한 방법은 전자장치의 특성, 기판 표면으로부터 제거될 금속-함유 오염물의 종류 등과 같은 각종 요소들에 의해 좌우될 것이다. 용어 "세정제"란 상기 나열된 할로겐화된 카르복실산을 일컫는 것이다.
본 발명의 방법은 집적회로 및 반도체와 같은 전자장치의 제조에 사용되는 광범위한 기판으로부터 금속-함유 오염물을 제거할 수 있다. 특정의 작업조건화에서 상기 세정제와 반응할 수 없는, 금속-함유 표면 오염물을 가진 임의의 기판도 본 발명의 방법에서는 사용할 수 있다. 대표적인 기판으로는 실리콘, 산화 실리콘, 보로포스포실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리 및 스트론튬 티탄염이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
본원에 개시된 세정제를 사용하는 본 발명의 세정법은 각종 금속-함유 오염물을 제거하는데 사용할 수 있다. 본 발명은 본 발명의 세정제를 임의의 금속-함유 오염물과 반응시켜 휘발성 금속-리간드 촉매를 형성시키는데 착안하였다. 대표적인 금속-함유 오염물로는 일반식 MO, MO2, MO3, M2O 및 M2O3로 표시되는 금속산화물이 있는데, 이때, M은 각 금속산화물의 금속을 나타낸다. M은 광범위한 금속을 나타내는 것이나, 그 대표적인 금속은 구리, 철, 니켈, 크롬 및 금이다. 또한, 본 발명의 방법은 일반식 M+n(X-)n으로 표시되는 금속 할로겐화물과 같은 금속-함유 오염물을 세정할 수 있으며, 이때, n은 1,2 또는 3이고, X는 염소, 브롬 또는 요오드 원자이며, M은 각 금속 할로겐화물의 금속을 나타낸다. M은 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 이트륨, 망간 및 크롬을 비롯한 각종 금속을 나타낸다.
본 발명의 세정법은 전자장치의 표면상에 존재하는 금속 필름을 세정하는데 특히 적합하며, 또한 하나의 금속 필름을 부분적으로 선택적으로 세정하면서, 기판 표면상에 존재하는 또다른 금속 필름은 그대로 보존시킬 수 있다. 금속산화물 필름 또는 금속 할로겐화물 필름과 같은 두개 이상의 분리된 금속-함유 오염물이 장치의 표면상에 존재하는 경우에는 선택적인 방법을 사용할 수 있는데, 이 선택적인 방법에서는 세정제가 각 금속-함유 오염물보다 기판표면상의 기타 오염물과 보다 급속히 반응한다.
금속-함유 오염물을 제거시킬 표면으로 세정제를 전달시키는데 적합한 방법 및 이에 사용할 특정 세정제는, 제거할 금속 필름의 양, 세정제에 대한 전자 부품의 민감도, 세정법에 배당된 소요시간, 표면중의 오염물의 양 등을 비롯한 수많은 요소에 의해 좌우된다.
본 발명의 수행을 보다 완전하게 설명하기 위해서, 이제부터는 세정법의 일반적인 구체예를 제시하기로 한다. 세정시킬 기판을, 고온방법에 사용되는 화학증착 챔버, 시판되는 세정기구 또는 시판되는 화학증착로 튜브와 같은 가열된 챔버에 넣었다. 대안적으로, 기판을 플리즈마 에칭 반응기와 같은 본래의 가공챔버에 그대로 방치할 수도 있는데, 단 챔버는 세정법에 적합한 온도로 유지시켜야 한다. 이어서, 상기 기판을 소정온도, 통상적으로 약 100℃내지 400℃로 가열시킨다. 충분한 작동 증기압이 형성되기에 충분한 온도로 세정제를 가열함으로써 원하는 세정제를 세정시킬 기판으로 전달시킨다. 대안적으로는, 카르복실산을 원하는 산화 대기 또는 불활성 대기중에 분산시킨후, 통상의 기술을 통해 선택된 장치의 고온 영역에 통과시킬 수도 있다.
리간드는 반응기 또는 세정 챔버내에 연속적으로 또는 간헐적으로 전달시킬 수 있다. 또한, 이 방법은 하나이상의 단계로 수행할 수도 있다. 예를들면, 먼저 세정시킬 장치를 상기 나열된 산화 대기로 처리한 후, 다시 원하는 세정제로 처리함으로써 금속-함유 오염물을 산화시킬 수 있다. 그렇지 않으면, 세정제를 기판 표면상의 금속산화물 및 금속 할로겐화물과 같은 금속-함유 오염물과 반응시켜 휘발성-금속-리간드 착물을 형성시킨 후 이 착물을 표면으로부터 승화시킴으로써 잔류물이 거의 없는 기판을 제공하는 한 단계로 수행할 수도 있다.
기판 표면상에 존재하는 제로(0) 산화 상태의 금속은, 고온에서 할로겐화된 카르복실산 또는 산화 대기와 반응시켜 산화시킴으로써 이에 상응하는 금속산화물로 형성시킨 후, 이 산화물을 본원에 개시된 리간드와 반응시킬 수 있다. 이어서, 이들 휘발성 금속-리간드 착물을 장치의 표면으로부터 승화시키면 세정된 표면이 제공된다. 세정시키지 않을 일부 금속 표면은 세정제와 반응하지 않는 물질로 피복시키는 당 분야에 공지된 마스킹 작업을 통해 세정 패턴을 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명의 세정제는 전자장치의 제조과정 동안 통상적으로 전자장치에 존재하는 구리, 철, 니켈 및 크롬의 산화물을 포함하는 금속 필름과 반응하는 것으로 밝혀졌다. 생성된 금속-리간드 착물은 승화된 후에는, 기판상에 잔류물을 거의 남기지 않을 정도로 휘발성을 지닌다. 또한 상기 장치를 부분 또는 완전 진공상태로 처리하면 승화를 도울 수 있다.
상기 언급된 구체예는 상당히 진보된 가스상 세정법을 나타낸 것이다.
이 가스상 세정법은 통상의 습식 세정법에 비해 다음과 같은 잇점을 제공하는데, 즉 상기 언급된 리간드는 산화 대기 또는 불활성 대기를 쉽게 포화시키고, 촉매의 도움없이도 금속산화물 및 금속 할로겐화물과 독점적으로 반응함으로써, 장치의 표면상에 잔류물을 거의 남기지 않을 정도로 충분히 휘발성인 방응 생성물을 형성시킨다.
본 발명의 세정법은 종래의 세정법에 사용되는 온도에서 실시할 수 있다. 이 방법을 수행하는데 통상적인 온도는 약 100℃ 내지 400℃이다. 이 방법을 수행하는데 있어서의 적정 반응시간과 반응온도는 사용하는 리간드의 종류, 세정시키고자 하는 금속-함유 오염물의 종류 및 양에 좌우된다. 통상적인 처리 시간은 약 5내지 50분이며, 이는 표면상의 오염물 양에 따라 좌우된다.
하기 실시예는 본 발명의 구체예를 더욱 상세히 설명하고자 하는 것이며, 본 발명의 영역을 제한시키고자 하는 바는 아니다. 하기 실시예에서, 온도는 섭씨로 교정하지 않은 것이다.
[실시예]
트리플루오로아세트산을 포함한 세정제를 사용하여 실리콘 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거시키는 방법.
천연 산화물이 있는 표면-노출된＜100＞실리콘 웨이퍼(6 제곱인치)를 표준 증발법을 사용하여 금속 오염물로 피복시킨후, 러더포드 후방산란 분석법을 통해 분석하여 철, 크롬, 구리 및 니켈을 비롯한 미량 오염물의 함량을 측정했다. 이어서 각 웨이퍼에 선을 새기고(scoring), 약 1제곱 인치의 크기로 절단시켰다. 절단된 웨이퍼는 유리보우트에 30°각도로 놓고, 83sacm 속도의 트리플루오로아세트산(미합중국,플로리다,가인스빌 소재의 PCR 인코오포레이티드)또는 공정흐름중의 15% 트리플로오로아세트산을 사용하여 여과된 제로 그레이드 공기를 버블링시켰다. 이어서, 200℃로 가열된 유리 튜브를 통해 트리플로오로아세트산을 전달시킨후, 웨이퍼를 약40분동안 세정제로 처리하였다. 결과는, 본 발명의 방법에 의해 수득된 세정도를 그래프로서 도면에 도시하였다. 표에는 숫자로 결과를 나타냈다. 러더포드 후방산란 분석에 따르면, 검출한도가 약 0.5×10-13원자/cm2였다.
도면과 표에 제시된 결과들은, 300℃에서 트리플루오로아세트산을 포함하는 세정제가 구리-함유 오염물은 거의 전부 표면으로부터 효과적으로 제거하는 한편, 철-함유 오염물은 약 40%만을 제거했음을 보여준다. 이와는 대조적으로, 크롬-함유 오염물 또는 니켈-함유 오염물은 특정의 반응온도에서 소량만이 제거되었다. 도면에 제시된 확산이란 용어는, TFAA의 부재하에 제로-그레이드 공기를 실리콘 웨이퍼위로 통과시킨 대조실험을 일컫는 것이다.
부가의 실험에서는, 크롬-함유 오염물 및 니켈-함유 오염물을 기판 표면으로부터 효과적으로 제거하려면 보다 고온을 사용해야 함을 지시해준다. 따라서, 2 또는 그 이상의 분리된 금속-함유 오염물을 갖는 장치 표면으로부터 하나의 금속-함유 오염물을 선택적으로 제거하는 방법은, 단순히 적합한 세정제를 선택하고 세정제의 처리 온도 및 압력을 조절하면 가능할 것이다.
전자장치의 제조과정동안 장치의 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거하는 본 발명의 증기상 세정법은 당분야에 공지된 통상적인 습식 세정법에 비해 많은 잇점을 제공한다. 첫째, 본 발명의 세정법은 증기상으로 수행하므로 장치의 운송과정동안 기판을 청정룸 환경에 유지시킬 필요가 없다. 둘째, 다른 오염물에 노출되어 재오염되는 것을 방지할 수 있다. 셋째, 본 발명의 세정제는 후속의 제조단계 및 장치 성능을 방해할 가능성이 있는 잔류물을 전자 에셈블리 표면상에 거의 남기지 않는다.
이제까지 본 발명을 설명하였으며, 특허로서 등록받기에 적절하다고 여겨지는 것이 하기 첨부한 특허 청구의 범위에서 후술된다.

Claims (29)

  1. 집적 회로 및 반도체의 제조시 사용되는 종류의 기판 표면으로부터 금속-함유 오염물은 제거하는 세정제로서, C2내지 약 C10의 부분 할로겐화된 또는 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산을 유효량 포함하고, 상기 할로겐 원자는 불소 또는 염소중에서 각각 선택되고, 상기 세정제와 상기 금속-함유 오염물은 서로 반응하여 휘발성 금속-리간드 착물을 형성하며, 이 착물은 승화되어 금속-함유 오염물을 제거하는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  2. 제1항에 있어서, 카르복실산 부분 할로겐화된 또는 완전 할로겐화된 직쇄 또는 측쇄 지방족 카르복실산인 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  3. 제2항에 있어서, 카르복실산을 산화 대기중에 분산시키면, 카르복실산과 산화대기의 조합물이 상기 기판표면상에 존재하는 금속-함유 오염물을 이에 상응하는 금속산화물 또는 금속 할로겐화물로 산화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  4. 제3항에 있어서, 산화 대기가 산소 기체, 산소-함유 기체, N2O, HCl, Cl2및 Br2로 구성된 군중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  5. 제3항에 있어서, 산화 대기가 HF 및 F2로 구성된 군중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  6. 제2항에 있어서, 카르복실산이 불활성 대기중에 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  7. 제1항에 있어서, 부분 불소화된 또는 완전 불소화된 직쇄 또는 측쇄 카르복실산을 유효량 포함하는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  8. 제7항에 있어서, 그 카르복실산이 산화대기중에 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  9. 제8항에 있어서, 산소, 기체, 산소-함유 기체, N2O, HCl, Cl2및 Br2로 구성된 군중에서 선택된 산화대기중에 1.0 내지 약 100.0%의 카르복실산이 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  10. 제8항에 있어서, HF 및 F2로 구성된 군중에서 선택된 산화 대기중에 1.0 내지 약 40.0%의 카르복실산이 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  11. 제7항에 있어서, 카르복실산이 불활성 대기중에 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  12. 제11항에 있어서, 질소, 아르곤 및 헬륨으로 구성된 군중에서 선택된 불활성 대기중에 1.0% 내지 약 100.0%의 상기 카르복실산이 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  13. 제7항에 있어서, 상기 카르복실산이 트리플루오로아세트산을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  14. 제13항에 있어서, 상기 카르복실산이 산화대기중에 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  15. 제14항에 있어서, 산소, 기체, 산소-함유 기체, HCl, N2O, Cl2및 Br2로 구성된 군중에서 선택된 산화대기중에 1.0% 내지 약 100.0%의 트리플루오로아세트산이 분산된 것을 특징으로 하는 증기상 세정제.
  16. 제13항에 있어서, 상기 카르복실산이 불활성 대기중에 분산된 증기상 세정제.
  17. 집접 회로 및 반도체의 제조시 사용되는 종류의 기판표면을 제1항에 따른 유효량의 증기상 세정제와, 휘발성 금속-리간드 착물을 형성하기에 충분한 온도에서 접촉시킨후, 얻어진 금속-리간드 착물을 승화시켜 금속 오염물을 제거함으로써 깨끗한 표면을 제공하는, 상기 기판표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 세정시킬 기판이 실리콘, 실리콘 산화물, 보로포스포실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리 및 스트론튬 티탄염중에서 선택되는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 기판 표면으로부터 금속-함유 오염물이 일반식 MO, MO2, MO3, M2O 및 M2O3로 표시되는 금속산화물을 포함하며, 이때 M은 금속산화물의 금속을 나타내는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 금속-함유 오염물이 일반식 M+n(X-)n으로 표시되는 금속 할로겐화물을 포함하고, 이때 n은 1,2 또는 3이고, X가 염소, 브롬 또는 요오드 원자이며, M은 금속 할로겐화물의 금속을 나타내는 방법.
  21. 집적 회로 및 반도체의 제조시 사용되는 종류의 기판표면을, 제7항에 따른 유효량의 증기상 세정제와, 휘발성 금속-리간드 착물을 형성하기에 충분한 온도에서 접촉시킨 후, 얻어진 금속-리간드 착물을 승화시켜 금속 오염물을 제거함으로써 깨끗한 표면을 제공하는, 상기 기판 표면으로부터 금속-함유 오염물을 제거시키는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 세정제가 트리플루오로아세트산인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 세정시킬 기판이 실리콘, 실리콘 산화물, 보로포스포실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리 및 스트론튬 티탄염중에서 선택되는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 기판 표면으로부터 제거할 금속-함유 오염물이 일반식 MO, MO2, MO3, M2O 및 M2O3로 표시되는 금속산화물을 포함하며, 이때 M은 금속산화물의 금속을 나타내는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 금속-함유 오염물이 구리, 철, 니켈, 크롬 및 금으로 구성된 군중에서 선택된 금속의 산화물을 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 금속이 구리인 방법.
  27. 제22항에 있어서, 금속-함유 오염물이 일반식 M+n(X-)n으로 표시되는 금속 할로겐화물을 포함하고, 이때 n은 1,2 또는 3이고, X가 염소, 브롬 또는 요오드 원자이며, M이 금속 할로겐화물의 금속을 나타내는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 금속 할로겐화물의 금속(M)이 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 이트륨, 망간 및 크롬으로 구성된 군중에서 선택되는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 금속이 구리인 방법.
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