KR980012021A

KR980012021A - 반도체 소자의 세정방법

Info

Publication number: KR980012021A
Application number: KR1019960031038A
Authority: KR
Inventors: 고용선
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-04-30

Abstract

본 발명은 반도체 소자를 불화암모늄(NH₄F), 불산(HF) 및 과산화수소(H₂O₂)를 포함하고 있는 세정용액에 침지시키는 단계; 상기 세정용액에 메가소닉(megasonic) 에너지를 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 세정후 양호한 프로파일을 얻을 수 있으며, 후속의 증착공정후에 발생되는 이상결함을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

반도체 소자의 세정방법

본 발명은 반도체 소자의 세정방법에 관한 것으로서, 상세하게는 양호한 프로파일(profile)을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 세정후의 후속 증착공정에서의 이상결함을 방지할 수 있는 반도체 소자의 세정방법에 관한 것이다.

반도체 소자 제조시, 각 제조단계마다 각종 금속 무기 입자, 유기 물질을 비롯한 여러 가지 오염물질들이 발생된다. 이러한 오염 물질들을 그대로 방치하는 경우, 반도체 소자의 오동작을 유발시키고 수율 저하를 초래하는 원인으로서 작용하게 된다. 따라서 반도체 소자 제조시 오염물질을 제거하는 세정공정은 매우 중요한 공정중의 하나이다. 한편, 반도체 소자의 집적도가 점차 증가됨에 따라 반도체 소자의 수직구조가 더욱 더 복잡하여 미세한 패턴의 형성을 위한 세정공정의 중요성이 보다 배가되고 있으며, 이러한 세정공정 자체도 더욱 더 어려워지고 있는 실정이다.

반도체 소자는 서로 다른 도전막을 연결하기 위하여 하부 도전막상에 형성된 산화막을 식각하여 하부 도전막의 일부를 노출시켜서 콘택홀을 형성하고, 이 위에 상부 도전막을 적층한 다음, 계속하여 원하는 패턴을 형성함으로써 제조된다. 콘택홀 형성시, 하부 도전막은 등방성 습식 식각방법을 이용하여 식각될 수 있으나, 이러한 방법은 미세한 콘택홀 형성시에는 적합하지 않다. 따라서 현재에는 이방성 건식식각방법에 따라 하부 도전막을 식각함으로써 콘택홀을 형성하는 방법이 주류를 이루고 있다. 그러나 콘택홀 형성후, 콘택홀이 대기중에 노출되면 콘택홀의 바닥면에 자연 산화막이 발생되고 콘택홀의 측벽 및 바닥면에 여러 가지 오염물질이 생기게 된다. 이러한 오염물질은 접촉 저항을 증가시킴으로써 반도체 소자의 성능을 저하시키고 이상결함을 발생시킨다. 그러므로 콘택홀 형성후에는 반드시 세정공정을 거치는 것이 필수적이다.

콘택홀은 여러 가지 막질로 구성될 수 있다. 종래에는 콘택홀 형성시 주로 붕인규산 유리(BPSG)막을 주로 사용하였으나, 최근 반도체 소자의 집적도가 증가됨에 따라 열적 버지트가 낮은 플라즈마 산화막, 테트라에틸오르토실리케이트막(TetraEthylOrthoSilicate: TEOS), 비도핑 실리케이트 글래스막(undoped silicate glass: USG) 등이 많이 이용된다.

콘택홀을 세정하는 방법으로서, 탈이온수(DeIonized Water: DIW)에 희석된 불산(HF)을 이용하는 방법과 탈이온수에 불화암모늄(NH₄F)과 불산(HF)이 용해되어 있는 세정용액을 이용하는 방법이 알려져 있다. 상기 방법에 따른 일실시예에 있어서, 여러가지 막질의 콘택홀의 식각특성이 하기 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

* 방법 1 : DIW : HF=100 : 1 V/V%

* 방법 2 : NH₄F : HF=7 : 1 V/V%

그러나 상기 방법에 따르면, 식각 잔류물이나 그외의 오염물질에 대한 세정 효과가 충분치 않아 후속으로 진행되는 증착공정에서 이상결함을 유발시키는 문제점이 있다. 즉 이상 결함을 유발시키는 주요원인으로는 반도체 기판에 흡착된 오염물질 특히 구리(Cu), 크롬(Cr), 망간(Mn) 등의 금속이라고 알려져 있는데, 이러한 물질들은 상기 방법으로는 완전히 제거되지 않는다. 특히 구리는 원자 상태로 흡착되기 때문에 제거하는 것이 더욱 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점을 해결하여 금속에 대한 용해능력이 매우 우수하고 양호한 프로파일을 유지할 수 있는 동시에 세정후의 후속 증착공정에서의 이상결함을 방지할 수 있는 반도체 장치의 세정방법을 제공하는 것이다.

제1도 및 제2도는 본 발명에서 사용되는 세정장치를 개략적으로 나타낸 도면들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 용기 12, 22 : 배스(bath)

13, 23 : 메가소닉 트랜스듀서(megasonic transducer)

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 반도체 소자를 불화암모늄(NH₄F), 불산(HF) 및 과산화수소수(H₂O₂)를 포함하고 있는 세정용액에 침지시키는 단계; 상기 세정용액에 메가소닉(megasonic) 에너지를 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정방법을 제공한다.

상기 과산화수소수(H₂O₂)의 함유량은 전체 세정용액 조성에서 1∼10부피%인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 불화암모늄과 불산의 혼합물에 산화력이 강한 과산화수소수를 더 함유하는 세정용액을 이용함과 동시에 메가소닉 에너지를 이용하여 오염물질의 세정효과를 향상시키고자 한 것이다.

여기에서 메가소닉 에너지를 이용하는 것은 세정용액을 이용하여 화학적으로 세정하는 경우에는 오염 입자를 제거하는 능력이 없기 때문에 이를 보완하기 위하여 물리적으로 세정하는 것이다.

본 발명에서는 도 1 및 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 세정장치들이 사용된다.

도 1을 참조하면, NH₄F, HF 및 H₂O₂를 함유하고 있는 세정용액에 메가소닉 에너지를 직접적으로 가하는 세정장치이다. 여기에서 탈이온수를 함유하고 있는 용기(11)안에는 배스(12)가 놓여져 있다. 이 때 배스의 재질은 수정(quarz)으로 이루어져 있는데, 이 소재는 세정용액에 대한 내부식성이 매우 우수한 물질이다. 그리고 상기 용기(11)안에 메가소닉 에너지를 발생시키는 메가소닉 트랜스듀서(13)가 설치되어 있다.

도 2를 참조하면, 상기 도 1에 도시된 세정장치와는 달리 세정용액에 메가소닉 에너지를 직접적으로 가하는 세정방식이다. 배스(22)는 수정 또는 스테인레스 강에 테프론이 코팅되어 있는 재질로 이루어져 있는데, 이 배스(22)의 외벽에는 메가소닉 트랜스듀서(23)가 설치되어 있다.

상기와 같은 세정장치를 이용하여 반도체 소자를 세정하면, 오염물질의 화학적 및 물리적 세정을 동시에 실시함으로써 세정효과를 극대화시킬 수 있다. 그 결과, 세정후 양호한 프로파일을 얻을 수 있으며, 후속의 증착 공정후에 발생되는 이상결함을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 세정후 양호한 프로파일을 얻을 수 있으며, 후속의 증착공정후에 발생되는 이상결함을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims

반도체 소자를 불화암모늄(NH₄F), 불산(HF) 및 과산화수소수(H₂O₂)를 포함하고 있는 세정용액에 침지시키는 단계; 상기 세정에 메가소닉(megasonic) 에너지를 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 세정방법.
제1항에 있어서, 상기 과산화수소수(H₂O₂)의 함유량이 세정용액 전체 조성에서 1∼10부피%인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 세정방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.