[go: up one dir, main page]

KR20050044085A - 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법 - Google Patents

집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050044085A
KR20050044085A KR1020030078640A KR20030078640A KR20050044085A KR 20050044085 A KR20050044085 A KR 20050044085A KR 1020030078640 A KR1020030078640 A KR 1020030078640A KR 20030078640 A KR20030078640 A KR 20030078640A KR 20050044085 A KR20050044085 A KR 20050044085A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
integrated circuit
cleaning
circuit device
cleaning liquid
corrosion inhibitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020030078640A
Other languages
English (en)
Inventor
문창섭
최상준
홍창기
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020030078640A priority Critical patent/KR20050044085A/ko
Priority to JP2004314668A priority patent/JP2005142559A/ja
Priority to US10/982,406 priority patent/US7531491B2/en
Publication of KR20050044085A publication Critical patent/KR20050044085A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0026Low foaming or foam regulating compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/72Ethers of polyoxyalkylene glycols
    • C11D1/721End blocked ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0073Anticorrosion compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04Water-soluble compounds
    • C11D3/044Hydroxides or bases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/164Organic compounds containing a carbon-carbon triple bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/26Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/30Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/34Organic compounds containing sulfur
    • C11D3/3427Organic compounds containing sulfur containing thiol, mercapto or sulfide groups, e.g. thioethers or mercaptales
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10Objects to be cleaned
    • C11D2111/14Hard surfaces
    • C11D2111/22Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

피세정 웨이퍼에 형성되어 있는 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 집적회로 소자의 세정액은 저기포성 계면활성제, 금속 부식 방지제, 산성 pH 조절제 또는 알칼리성 pH 조절제 및 물을 포함한다.

Description

집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법{Aqueous cleaning solution for integrated circuit device and cleaning method using the cleaning solution}
본 발명은 집적회로 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 금속 및 폴리 실리콘이 동시에 노출되어 있는 집적회로 기판의 세정을 위한 세정액, 그 세정액을 이용하는 세정방법 및 그 세정방법을 포함하는 집적회로 소자의 제조방법에 관한 것이다.
집적회로 소자의 생산 수율은 불필요한 물리적, 화학적 불순물에 의하여 많은 영향을 받는다. 이러한 불순물은 또한 집적회로 소자의 성능과 신뢰성에도 영향을 미친다. 집적회로 소자의 디자인 룰이 점점 작아지면서, 집적회로를 제조하는 과정에서 세정 기술의 중요성은 더욱 증가한다. 아울러, 세정 공정에서 관리해야 하는 불순물의 입자도 점점 작아지고 있다.
1960년대 RCA 세정 기술이 개발된 이래로 현재까지, SC1(Standard Cleaning 1, NH4OH/H2O2/H2O)은 입자 세정 성능이 탁월하여 광범위하게 사용되어져 왔다. 또한, 유기물을 제거하기 위한 공정에서는 SPM(Sulfuric Peroxide Mixture, H2SO4/H2O2)이 널리 사용되어져 왔다. 이들 세정액은 H2O2에 의한 강한 산화 작용을 이용한다. 예컨대, 웨이퍼 표면의 유기물질은 H2O2에 의해서 산화되면서 용해되고, 금속 물질도 산소와 반응하여 부식되면서 용해된다. 그리고, 폴리실리콘도 그 표면에 자연 산화층이 형성된 후 제거되면서, 표면의 파티클 등을 함께 제거시킨다.
그런데, 집적회로 소자의 디자인 룰이 계속 작아지면서, 배선의 저항을 낮출 필요성이 대두되었다. 그래서, 현재는 게이트 라인의 제조 단계와 같은 집적회로 공정의 초기 공정에서도, 배선의 저항을 낮추기 위하여 폴리실리콘이나 금속 실리사이드 대신에 텅스텐과 같은 금속 물질을 도입하기에 이르렀다. 그 결과, SC-1이나 SPM과 같은 세정액을 초기 공정에서 사용할 수 없게 되었다. 왜냐하면, 그것의 구성 성분의 하나인 H2O2가 금속을 부식시키며, 그 결과 금속 게이트 라인의 제조 단계에서와 같이 금속이 직접 드러나 있거나 혹은 이전 공정의 결과로서 부분적으로 드러나 있는 경우에는 세정액으로서 종래와 같은 SC-1이나 SPM은 사용할 수 없기 때문이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안이 금속 부식 방지제와 같은 첨가제가 첨가된 세정액을 사용하는 것이다. 예를 들어, 다카쉬마(Takashima) 등에 의한 미국특허 제6,200,947호에는 금속 부식 방지제 및 이를 포함하는 세정액이 개시되어 있는데, 금속 부식 방지제로서 메르캅토기(mercapto group)를 가지는 알리파틱 알콜(aliphatic alcohol) 즉, 2-메르캅토에탄올(2-mercaptoethanol)이나 씨오클리세롤(thioglycerol)과 같은 물질이 개시되어 있다.
상기 세정액은 환경 친화적인 금속 부식 방지제를 포함하는 세정액으로서, 파티클, 애슁 잔류물 및/또는 폴리머 등을 제거하는 능력이 우수하다. 그리고, 상기 세정액은 금속 부식 방지제를 포함하고 있기 때문에, 금속 예를 들어 텅스텐을 보호함으로써 텅스텐이 부식되는 것을 억제한다. 그러나, 상기 세정액은 폴리실리콘에 대해서도 높은 식각 특성을 보인다. 그 결과, 폴리실리콘이 노출되어 있는 웨이퍼에 대하여 세정 공정을 실시하는 경우, 폴리실리콘의 언더컷(undercut) 현상이나 실리콘 피팅(Si pitting)을 유발시키는 문제점이 있다.
폴리실리콘과 금속이 모두 노출되어 있는 웨이퍼에 대한 세정 공정에 사용할 수 있는 세정액에 대한 일 예는 한국특허출원 공개번호 제2002-0005388호에 개시되어 있다. 상기 특허 출원에 개시되어 있는 세정액에는 폴리실리콘의 부식을 방지하기 위한 실리콘 부식 방지제로서 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물이 포함되어 있다.
HO-{(EO)x-(PO)y}z-H
R-[{(EO)x-(PO)y}z-H]m
여기서, EO는 옥시에틸렌기, PO는 옥시프로필렌기, R는 알콜 또는 아민의 수산기의 수소 원자를 제외한 잔기 또는 아미노산의 수소 원자를 제외한 잔기를 나타낸다.
그런데, 상기한 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 비이온계 계면활성제로서, 이러한 화합물을 포함하는 세정액은 폴리실리콘이 식각되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 화합물은 우수한 기포 발생 능력을 보여주기 때문에, 상기 화합물을 포함하는 세정액은 파포율(defoaming rate)이 낮다. 따라서, 이 세정액을 집적회로 기판의 세정 공정에 사용할 경우에는 다량의 기포 발생에 따른 세정액의 오버플로우(overflow) 현상이 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 발생된 기포가 웨이퍼 표면에 흡착되기 때문에, 흡착된 기포에 의하여 세정 공정의 균일성(uniformity)이 떨어질 수가 있으며, 다수의 기포에 의하여 웨이퍼 표면에 결함(defect)이 초래될 수가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 특히, 금속과 폴리실리콘이 모두 노출되어 있는 피세정 집적회로 소자를 세정하는데 사용하기에 적합하며, 아울러 세정 배쓰에서 세정액이 오버플로우되는 현상을 방지할 수 있고, 웨이퍼 전체에 대하여 세정 공정의 균일성을 확보할 수 있는 집적회로 소자의 세정액을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 특히, 금속 및 폴리실리콘이 모두 노출되어 있는 피세정 집적회로 소자를 세정하는데 사용하기에 적합하며, 아울러 세정 배쓰에서 세정액이 오버플로우되는 현상을 방지할 수 있고, 웨이퍼 전체에 대하여 세정 공정의 균일성를 확보할 수 있는 집적회로 소자의 세정방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 집적회로 소자의 금속 세정액은 저기포성 계면 활성제, 금속 부식 방지제, 산성 또는 알칼리성 pH 조절제 및 물을 포함한다.
계면 활성제는 표면 반응을 촉진하여 세정 효과를 강화시킬 뿐만이 아니라, 금속 세정액으로부터 폴리실리콘을 보호하는 역할도 한다. 종래 기술에 따른 금속 세정액에는 음이온계 계면 활성제 또는 비이온계 계면 활성제를 주로 사용하였다. 이들 계면 활성제는 집적회로 기판의 세정 공정에 이들 계면제를 포함하는 세정액을 사용할 경우, 우수한 기포 발생 능력을 가지고 있기 때문에 세정 효과가 뛰어나다. 반면, 세정시에 기포가 많이 발생하는 단점이 있다. 기포가 많이 발생하면, 세정 배쓰(bath)로부터 세정액이 오버플로우되는 현상이 발생하기가 쉽다. 그리고, 발생된 기포의 일부가 피세정 웨이퍼의 일부분에 흡착됨으로 인하여, 세정 효과의 균일도(uniformity)가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 아울러, 불완전한 세정으로 인하여 집적회로 기판의 표면에 결함(defect)을 발생시킬 수도 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 집적회로 소자의 세정액은 저기포성(low foaming) 계면 활성제를 포함한다. 저기포성 계면 활성제는 기존의 여러 가지 지방 알콜에 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide)가 비이온성 계면 활성제의 말단 하이드록시(hydroxy)기를 알킬(alkyle)기로 캡핑(capping)한 화합물이다.
상기한 집적회로 소자의 세정액은 저기포성 계면 활성제외에 세정 공정에 노출된 금속의 부식을 방지하기 위한 금속 부식 방지제(metal corrosion inhibitor)를 더 포함한다. 따라서, 상기한 집적회로 소자의 세정액은 금속 및 폴리실리콘이 모두 노출되어 있는 피세정 집적회로 기판의 세정에 적합하다. 예컨대, 집적회로 소자의 저항을 낮추기 위하여 게이트 도전체를 텅스텐 등의 금속 물질로 형성하는 경우이거나, 집적 회로 소자의 초기 제조 단계에서 금속 콘택 등을 형성하는 경우 등에 상기 세정액을 유용하게 사용하는 것이 가능하다. 따라서, 금속 부식 방지제는 텅스텐이나 구리와 같은 배선용 금속이나 티타늄이나 티타늄나이트라이드와 같은 배리어 메탈용으로 사용되는 금속이 상기 세정액에 부식되는 것을 방지할 수 있는 물질이어야 한다.
또한, 상기한 집적회로 소자의 세정액은 알칼리성 pH 조절제나 산성 pH 조절제와 같은 세정액의 pH를 조절할 수 있는 화합물을 더 포함한다. 상기 세정액은 전체 산염기도가 산성 또는 알칼리성을 가지도록 제조되며, 특히 알칼리성을 가지도록 알칼리성 pH 조절제를 포함하는 것이 바람직하다.
이외에도, 상기한 집적회로 소자의 세정액은 그 중량의 대부분을 차지하는 물을 더 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것은 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 집적회로 소자의 세정액에 포함되어 있는 저기포성 계면 활성제는 화학식 3으로 표시되는 화합물이다.
R1-O(CH2CH2O)m-X
여기서,
R1 = 메틸(Methyl), 부틸(Butyl), 이소-부틸(iso-Butyl), 이소-옥틸(iso-Octyl), 노닐 페닐(Nonyl Phenyl), 옥틸 페닐(Octyl Phenyl), 데실(Decyl), 트리데실(Tridecyl), 로릴(Lauryl), 미리스틸(Myristyl), 세틸(Cetyl), 스티어릴(Stearyl), 올레일(Oleyl), 리세놀레일(Licenoleyl) 또는 베닐(Behnyl) 등의 소수성 알킬 그룹(Alkyl Group) 화합물.
m = 0 ∼ 50.
X = 메틸, 에틸(Ethyl), 프로필(Propyl), 이소-프로필(iso-Propyl), 부틸 또는 이소-부틸 등과 같은 소수성의 짧은 알킬 그룹 화합물.
상기 저기포성 계면활성제를 포함하는 세정액은 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제를 포함하는 세정액에 비하여 파포 속도가 빠르다. 파포 속도가 빠르기 때문에, 세정액이 오버플로우되는 것을 방지할 수 있고, 피세정 웨이퍼의 표면에 기포가 부착되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 상기 저기포성 계면활성제는 R1과 X에 위치하는 화합물의 종류 및 m값에 따라서, 세정액에 대한 용해력에 차이가 있으며, 폴리실리콘과 세정액 계면에서의 계면 활성 능력에도 차이가 있다. 즉, 상기 R1, X 및 m을 변화시키면, 계면활성제의 기포 발생 능력 및 파포 속도를 조절하는 것이 가능하다.
상기 저기포성 계면활성제의 함량은 전체 세정액의 중량을 기준으로 했을 때, 약 0.0001중량% 내지 약 10중량% 사이인 것이 바람직하며, 약 0.001중량% 내지 약1중량%사이인 것이 더욱 바람직하다. 상기 저기포성 계면활성제의 함량이 너무 낮은 경우에는 기포의 발생 능력을 현저하게 떨어뜨릴 수가 있으며, 아울러 폴리실리콘을 보호하는 능력도 충분하지 않을 수가 있다. 그러고, 상기 저기포성 계면활성제의 함량이 증가하면, 기포의 발생 능력도 증가하며 아울러 폴리실리콘에 대한 보호력도 증가하지만, 일정한 함량의 중량%의 범위에 도달하면 수렴한다. 수렴될 경우의 상기 저기포성 계면활성제의 함량은 R1, X 및 m에 따라서 그리고, 세정액의 pH 등에 따라서 달라질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집적회로 소자의 세정액에 포함되어 있는 금속 부식 방지제는 텅스텐, 구리, 티타늄 및 티타늄나이트라이드와 같은 금속물질이나 이들의 합금이 세정액에 의하여 부식이 되는 것을 방지하는 역할을 한다. 금속 부식 방지제는 3중결합을 포함하고 적어도 1개 이상의 수산화기(hydroxy group)를 화합물일 수 있는데, 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.
R2(Z)-C≡C-(Z)-R3
여기서,
Z = 탄소의 개수가 1∼ 10개인 스트레이트형 또는 브랜치형 탄화수소 그룹(straight or branched hydrocarbon group)이고,
R2 , R3 = 메틸(CH3), 메톡시(methoxy, OCH3), 할라이드(halides, X), 아미노(amino, NH2), 니트로(nitro, NO2), 띠오(thio, SH), 하이드록시(OH), 알데히드(aldehyde, CHO) 또는 카르복실산(carboxylic acid, COOH)일 수 있다.
상기 화학식 4에서 삼중 결합은 금속의 부식을 방지하는 역할을 하며, R2 와 R3 를 구성하는 물질은 세정액에 대한 용해력과 금속 및 폴리실리콘의 표면과 세정액 사이의 계면에서 계면활성 능력을 조절하는 역할을 한다. 상기 화학식 4로 표시되는 대표적인 화합물은 2-부틴-1,4-디올(2-Butyne-1,4-diol) 또는 3-부틴-1-올(3-Butyne-1-ol) 등이 있다.
금속 부식 방지제는 또한 티올(Thiol)계 화합물일 수 있다. 티올계 화합물은 예컨대, 2-메르캅토에탄올(2-ㅡMercaptoethanol), 1-메르캅토 2,3 프로판디올(1-Mercapto 2,3 Propandiol) 등이 있다.
금속 부식 방지제로서 티올계 화??물을 사용하는 경우와 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용하는 경우, 금속의 표면 상태는 양자 모두 양호한 상태를 보인다. 따라서, 양자 모두 금속을 보호하는 효과는 우수하다. 그러나, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용하는 경우에는 티올계 화합물을 사용하는 것에 비하여 폴리실리콘의 식각량이 적기 때문에, 폴리실리콘을 보호하는데 있어서도 효과가 뛰어나다.
상기 금속 부식 방지제의 함량은 전체 세정액의 함량을 기준으로 했을 때, 약 0.0001중량% 내지 10중량% 사이의 범위인 것이 바람직하며, 약 0.001중량% 내지 1중량% 사이인 것이 더욱 바람직하다. 금속 부식 방지제의 함량이 너무 낮은 경우에는, 세정액에 의하여 금속의 부식되는 현상이 증가하며, 그 양이 증가할 수록 금속의 부식을 방지하는 효과가 증가한다. 그러나, 이러한 금속의 부식 방지 효과는 금속 부식 방지제의 함량이 일정한 값에 도달하면, 더 이상 선형적으로 증가하지 않고 수렴한다. 수렴 현상이 발생하는 금속 부식 방지제의 정확한 함량은 금속 부식 방지제의 종류 및 기타 세정액의 pH 등에 따라서 달라질 수 있다.
상기 저기포성 계면 활성제 및 금속 부식 방지제를 포함하는 세정액은 산성 수용액 또는 알칼리성 수용액일 수 있다. 즉, 상기 세정액은 세정액의 pH를 조절하기 위한 산성 pH 조절제 또는 알칼리성 pH 조절제와 물을 포함한다. 특히, 파티클(particle)을 제거하는 것이 세정의 주 목적인 경우에는 상기 세정액은 알칼리성 pH 조절제를 포함하는 것이 바람직하다. 파티클을 제거하는 것이 주 목적인 세정 공정은 예컨대, 게이트 라인이나 비트 라인 등의 도전 라인을 형성하기 위하여 텅스텐을 식각하는 경우 또는 구리 등에 대한 다마신 공정을 사용하여 콘택이나 도전 라인을 형성하기 위하여 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 실시하는 경우 등이 있다.
염기성 pH 조절제의 종류에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 무기계 염기성 화합물이나 유기계 염기성 화합물 모두를 사용할 수 있는데, 전자의 예로는 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화암모늄(NH4OH) 등이 있으며, 후자의 예로는 테트라메틸수산화암모늄(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide, TMAH)이나 염화물(chloride) 등이 있다. 이 중에서, 염기성 pH 조절제로 수산화암모늄이나 TMAH가 더욱 바람직하다.
상기 염기성 pH 조절제의 함량은 전체 세정액의 중량을 기준으로 약 0.0001중량% 내지 10중량% 사이인 것이 바람직하며, 약 0.01중량% 내지 5중량% 사이인 것이 더욱 바람직하다. 염기성 pH 조절제의 함량이 너무 적어서 알칼리의 농도가 낮으면 세정력이 떨어지며, 반도체 염기성 pH 조절제의 함량이 너무 많아서 알칼리의 농도가 높으면 세정력은 증가하지만, 피세정 웨이퍼 표면의 금속을 부식시킬 수가 있고, 아울러 세정 장비의 부식을 초래할 수도 있다.
< 실험예 >
본 실험예는 본 발명의 일 실시예에 따른 저기포성 계면활성제를 포함하는 세정액과 기존의 비이온성 계면활성제를 포함하는 세정액에 대하여 파포 속도(defoaming rate)를 알아보기 위한 것이다. 양 세정액 모두 pH가 10.5인 수산화암모늄 수용액을 사용하였으며, 초기 기포의 높이가 55ml가 되도록 하여, 동일한 용기에 담아 두고서 시간 경과에 따른 기포의 높이를 측정하였다. 그리고, 비이온성 계면활성제로는 하기 화학식 5로 표시되는 이소-옥틸 알콜 에틸렌 옥사이드 부가물(iso-Octyl Alcohol Ethylene Oxide Adduct)을 사용하였고, 본 발명의 실시예에 따른 저기포성 계면활성제로는 하기 화학식 5로 표시되는 저기포성 이소-옥틸 알콜 에틸렌 옥사이드 부가물을 사용하였다. 화학식 5와 화학식 6을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 저기포성 계면활성제는 비이온성 계면활성제의 말단 하이드록시(Hydroxy)기를 메틸(methyl)기로 캡핑(capping)한 화합물이다.
C8H17-O(CH2CH2O)8-H
C8H17-O(CH2CH2O)8-CH3
도 1에는 상기 실험의 결과가 그래프로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 저기포성 계면활성제를 포함한 세정액을 사용하는 경우에는 파포 속도는 1.175(ml/sec)로서 기존의 계면활성제를 포함한 세정액에 파포 속도인 0.375(ml/sec)에 비하여 파포 속도가 약 3배 정도 빠른 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 세정액을 사용하면, 금속 및 폴리실리콘이 모두 노출되어 있는 피세정 웨이퍼로부터 상기 노출된 금속 및 폴리실리콘으로 형성된 패턴에 손상을 입히지 않고 파티클 등의 불순물을 세정하는데 효과적이다. 따라서, 게이트라인의 제조 공정에 텅스텐과 같은 금속 물질을 도입하는 경우, 게이트 라인 패턴을 형성한 다음에 실시하는 파티클 제거를 위한 세정 공정에 본 발명에 따른 세정액을 사용할 수 있다.
뿐만 아니라, 저기포성의 계면활성제가 포함되어 있기 때문에, 폴리실리콘 및/또는 집적회로 기판을 보호하는데 효과적이며, 세정 과정에서 세정액이 세정 배쓰로부터 오버플로우되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 세정액에서 발생하는 기포가 빨리 파괴되기 때문에, 잔존하는 기포로 인하여 세정 공정의 균일도가 저하되거나 결함이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저기포성 계면활성제를 포함하는 세정액의 파포 속도와 기존이 계면활성제를 포함하는 세정액의 파도 속도를 측정하여 비교 도시한 그래프이다.

Claims (20)

  1. 저기포성 계면활성제;
    금속 부식 방지제;
    산성 pH 조절제 또는 알칼리성 pH 조절제; 및
    물을 포함하는 집적회로 소자의 세정액.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저기포성 계면활성제는 하기 화학식 7로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
    < 화학식 7 >
    R1-O(CH2CH2O)m-X
    여기서,
    R1 = 메틸, 부틸, 이소-부틸, 이소-옥틸, 노닐 페닐, 옥틸 페닐, 데실, 트리데실, 로릴, 미리스트릴, 세틸, 스티어릴, 올레일, 리세놀레일 또는 베닐;
    m = 0 ∼ 50; 및
    X = 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸 또는 이소-부틸.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저기포성 계면활성제의 함량은 상기 세정액의 총중량을 기준으로 0.0001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제는 하기 화학식 8로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
    < 화학식 8 >
    R2(Z)-C≡C-(Z)-R3
    여기서,
    Z = 탄소의 개수가 1∼ 10개인 스트레이트형 또는 브랜치형 탄화수소 그룹; 및
    R2 , R3 = 메틸, 메톡시, 할라이, 아미노, 니트로, 띠오, 하이드록시, 알데히드 또는 카르복실산.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 화학식 8로 표시되는 금속 부식 방지제는 2-부틴-1,4-다이올 또는 3-부틴-1-올인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제는 2-메르캅토에탄올 또는 1-메르캅토 2, 3 프로판다이올과 같은 티올계 부식 방지제인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제의 함량은 상기 세정액 총중량을 기준으로 0.0001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은 알칼리성 pH 조절제를 포함하고, 상기 알칼리성 pH 조절제는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 테트라메틸수산화암모늄 또는 염화물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 알칼리성 pH 조절제의 함량은 상기 세정액 총중량을 기준으로 0.001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정액.
  10. 집적회로 소자의 세정방법에 있어서,
    피세정 집적회로 소자를 저기포성 계면활성제, 금속 부식 방지제, 산성 pH 조절제 또는 알칼리성 pH 조절제 및 물을 포함하는 집적회로 소자 세정액과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피세정 집적회로 소자의 표면 일부는 금속과 폴리실리콘이 동시에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속은 텅스텐인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 저기포성 계면활성제는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
    < 화학식 9 >
    R1-O(CH2CH2O)m-X
    여기서,
    R1 = 메틸, 부틸, 이소-부틸, 이소-옥틸, 노닐 페닐, 옥틸 페닐, 데실, 트리데실, 로릴, 미리스트릴, 세틸, 스티어릴, 올레일, 리세놀레일 또는 베닐;
    m = 0 ∼ 50; 및
    X = 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 부틸 또는 이소-부틸.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 저기포성 계면활성제의 함량은 상기 세정액의 총중량을 기준으로 0.0001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제는 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
    < 화학식 10 >
    R2(Z)-C≡C-(Z)-R3
    여기서,
    Z = 탄소의 개수가 1∼ 10개인 스트레이트형 또는 브랜치형 탄화수소 그룹; 및
    R2 , R3 = 메틸, 메톡시, 할드라이드, 아미노, 니트로, 띠오, 하이드록시, 알데히드 또는 카르복실산.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제는 2-부틴-1,4-다이올 또는 3-부틴-1-올인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제는 2-메르캅토에탄올 또는 1-메르캅토 2, 3 프로판다이올과 같은 티올계 부식 방지제인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 금속 부식 방지제의 함량은 상기 세정액 총중량을 기준으로 0.0001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 세정액은 알칼리성 pH 조절제를 포함하고, 상기 알칼리성 pH 조절제는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 테트라메틸수산화암모늄 또는 염화물인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 알칼리성 pH 조절제의 함량은 상기 세정액 총중량을 기준으로 0.001중량% 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 세정방법.
KR1020030078640A 2003-11-07 2003-11-07 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법 Ceased KR20050044085A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030078640A KR20050044085A (ko) 2003-11-07 2003-11-07 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법
JP2004314668A JP2005142559A (ja) 2003-11-07 2004-10-28 集積回路素子の洗浄液及びその洗浄液を用いた洗浄方法
US10/982,406 US7531491B2 (en) 2003-11-07 2004-11-05 Aqueous cleaning solution for integrated circuit device and method of cleaning using the cleaning solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030078640A KR20050044085A (ko) 2003-11-07 2003-11-07 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050044085A true KR20050044085A (ko) 2005-05-12

Family

ID=34698356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030078640A Ceased KR20050044085A (ko) 2003-11-07 2003-11-07 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7531491B2 (ko)
JP (1) JP2005142559A (ko)
KR (1) KR20050044085A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060122188A (ko) * 2005-05-25 2006-11-30 리퀴드테크놀로지(주) 반도체 공정용 잔사제거액 조성물
CN116286204A (zh) * 2022-09-03 2023-06-23 湖北兴福电子材料股份有限公司 一种晶圆激光烧蚀后的清洗液及清洗方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8522801B2 (en) * 2003-06-27 2013-09-03 Lam Research Corporation Method and apparatus for cleaning a semiconductor substrate
US7799141B2 (en) * 2003-06-27 2010-09-21 Lam Research Corporation Method and system for using a two-phases substrate cleaning compound
US8316866B2 (en) * 2003-06-27 2012-11-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for cleaning a semiconductor substrate
US7648584B2 (en) 2003-06-27 2010-01-19 Lam Research Corporation Method and apparatus for removing contamination from substrate
US7913703B1 (en) 2003-06-27 2011-03-29 Lam Research Corporation Method and apparatus for uniformly applying a multi-phase cleaning solution to a substrate
US7737097B2 (en) * 2003-06-27 2010-06-15 Lam Research Corporation Method for removing contamination from a substrate and for making a cleaning solution
US20040261823A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Lam Research Corporation Method and apparatus for removing a target layer from a substrate using reactive gases
US8323420B2 (en) 2005-06-30 2012-12-04 Lam Research Corporation Method for removing material from semiconductor wafer and apparatus for performing the same
US7416370B2 (en) * 2005-06-15 2008-08-26 Lam Research Corporation Method and apparatus for transporting a substrate using non-Newtonian fluid
US7568490B2 (en) * 2003-12-23 2009-08-04 Lam Research Corporation Method and apparatus for cleaning semiconductor wafers using compressed and/or pressurized foams, bubbles, and/or liquids
US7862662B2 (en) * 2005-12-30 2011-01-04 Lam Research Corporation Method and material for cleaning a substrate
US8043441B2 (en) 2005-06-15 2011-10-25 Lam Research Corporation Method and apparatus for cleaning a substrate using non-Newtonian fluids
US8522799B2 (en) * 2005-12-30 2013-09-03 Lam Research Corporation Apparatus and system for cleaning a substrate
US7830921B2 (en) * 2005-07-11 2010-11-09 Lg Electronics Inc. Apparatus and method of encoding and decoding audio signal
WO2007055278A1 (ja) * 2005-11-11 2007-05-18 Hitachi Chemical Co., Ltd. 酸化ケイ素用研磨剤、添加液および研磨方法
SG154438A1 (en) * 2005-12-30 2009-08-28 Lam Res Corp Cleaning compound and method and system for using the cleaning compound
CN101162684A (zh) * 2006-10-13 2008-04-16 安集微电子(上海)有限公司 一种半导体晶圆蚀刻灰化后的清洗方法
US20080148595A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Lam Research Corporation Method and apparatus for drying substrates using a surface tensions reducing gas
US7897213B2 (en) * 2007-02-08 2011-03-01 Lam Research Corporation Methods for contained chemical surface treatment
US8226775B2 (en) 2007-12-14 2012-07-24 Lam Research Corporation Methods for particle removal by single-phase and two-phase media
US7700535B1 (en) * 2009-01-12 2010-04-20 Ppt Research Wafer/Ingot cleaning in wire saw cutting comprising an ethoxylated alcohol/polyalkylsiloxane mixture
KR20100094827A (ko) * 2009-02-19 2010-08-27 삼성전자주식회사 상변화 메모리 장치의 형성 방법
KR20130028059A (ko) * 2010-03-05 2013-03-18 램 리써치 코포레이션 다마신 프로세스들의 측벽 폴리머에 대한 세정 용액
US9257270B2 (en) * 2011-08-15 2016-02-09 Ekc Technology Method and composition for removing resist, etch residue, and copper oxide from substrates having copper, metal hardmask and low-k dielectric material
JP6240404B2 (ja) * 2013-05-09 2017-11-29 アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ リソグラフィー用リンス液およびそれを用いたパターン形成方法
CN103469226A (zh) * 2013-09-25 2013-12-25 太仓市微贯机电有限公司 一种金属去污剂
JP2016027186A (ja) * 2014-06-24 2016-02-18 東京応化工業株式会社 チタン又はチタン化合物用の剥離液、及び配線形成方法
EP3374484A1 (en) * 2015-11-11 2018-09-19 Basf Se Aqueous formulations with good storage capabilities
JP6968825B2 (ja) 2016-04-29 2021-11-17 ケメタル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 裸鋼および/または亜鉛めっき鋼を含む金属表面の酸洗いにおける材料の腐食除去を減少させるための組成物
JP2020067547A (ja) * 2018-10-24 2020-04-30 メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH 半導体水溶性組成物およびその使用

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258062A (en) * 1989-06-01 1993-11-02 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Electroless gold plating solutions
DE4014859A1 (de) * 1990-05-09 1991-11-14 Henkel Kgaa Verwendung einer kombination ionischer und nichtionischer tenside
JPH04124688A (ja) 1990-09-14 1992-04-24 Nec Eng Ltd 電子写真記録装置の定着器
JP2527268B2 (ja) * 1990-09-17 1996-08-21 東京応化工業株式会社 レジスト用剥離剤組成物
ES2084860T3 (es) * 1991-04-05 1996-05-16 Kao Corp Compuesto para desentintado y metodo de desentintado.
US5308532A (en) * 1992-03-10 1994-05-03 Rohm And Haas Company Aminoacryloyl-containing terpolymers
US5366650A (en) * 1993-08-13 1994-11-22 Castlebar Industries Corp. Ice-melting composition having anti-corrosion properties
US6653273B2 (en) * 1994-01-31 2003-11-25 Arch Chemicals, Inc. Wetting agents for concrete cleaning and adhesives
US5932021A (en) * 1996-06-26 1999-08-03 Cala; Francis R. Aqueous cleaning composition for removing flux and method of use
US5817252A (en) * 1997-04-16 1998-10-06 Octagon Process Inc. Deicing and anti-icing composition for aircraft
JP3635203B2 (ja) * 1998-10-06 2005-04-06 富士写真フイルム株式会社 平版印刷版用原版
US6277799B1 (en) * 1999-06-25 2001-08-21 International Business Machines Corporation Aqueous cleaning of paste residue
JP2004538503A (ja) * 2001-07-13 2004-12-24 イーケーシー テクノロジー,インコーポレイティド スルホキシド−ピロリドン(ピロリジノン)−アルカノールアミン系剥離および洗浄組成物
JP3797541B2 (ja) 2001-08-31 2006-07-19 東京応化工業株式会社 ホトレジスト用剥離液

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060122188A (ko) * 2005-05-25 2006-11-30 리퀴드테크놀로지(주) 반도체 공정용 잔사제거액 조성물
CN116286204A (zh) * 2022-09-03 2023-06-23 湖北兴福电子材料股份有限公司 一种晶圆激光烧蚀后的清洗液及清洗方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7531491B2 (en) 2009-05-12
US20050159322A1 (en) 2005-07-21
JP2005142559A (ja) 2005-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050044085A (ko) 집적회로 소자의 세정액 및 그 세정액을 이용한 세정방법
KR100913557B1 (ko) 반도체 디바이스용 기판의 세정액 및 세정방법
US6831048B2 (en) Detergent composition
US7396806B2 (en) Semiconductor cleaner comprising a reducing agent, dispersant, and phosphonic acid-based chelant
US6896744B2 (en) Method for cleaning a surface of a substrate
CN101681824B (zh) 半导体器件用基板清洗液以及半导体器件用基板的制造方法
US20050003977A1 (en) Composition for cleaning
JPWO2009072529A1 (ja) 半導体デバイス用基板の洗浄方法及び洗浄液
JP2003221600A (ja) 基板表面洗浄液及び洗浄方法
TWI416282B (zh) 用以移除殘餘光阻及聚合物的組合物及使用該組合物的殘餘物移除製程
KR20040014168A (ko) Cmp후 세정액 조성물
KR101572639B1 (ko) Cmp 후 세정액 조성물
JP4475538B2 (ja) 半導体銅プロセシング用水性洗浄組成物
KR101459725B1 (ko) 포스트-에칭 포토레지스트 에칭 중합체 및 잔류물을 제거하기 위한 스트리퍼 조성물
JP2003068696A (ja) 基板表面洗浄方法
JP2009071165A (ja) 半導体デバイス用基板洗浄液
JP2001284308A (ja) 表面に遷移金属又は遷移金属化合物を有する半導体デバイス用基板の洗浄液及び洗浄方法
KR101101378B1 (ko) Tft-lcd용 세정액 조성물
JP2001345303A (ja) 基板表面処理方法
KR101304622B1 (ko) 세정제 조성물
JP2007053388A (ja) 表面に遷移金属又は遷移金属化合物を有する半導体デバイス用基板の洗浄液及び洗浄方法
JPH0667439A (ja) 半導体表面処理液
JP4502481B2 (ja) 電子デバイス表面処理液
CN1260339C (zh) 化学机械平坦化后的水性清洗组合物
KR100234401B1 (ko) 웨이퍼 세정방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20031107

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20050829

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20060110

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20050829

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I