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KR102687599B1 - 세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법 - Google Patents

세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법 Download PDF

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KR102687599B1
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Abstract

본 발명은 세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 유기염을 포함하는 킬레이트제; 및 음이온성 계면활성제;를 포함한다.

Description

세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법{CLEANING COMPOSITION AND CLEANING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 세정액 조성물에 관한 것으로서, 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 공정 이후, 세정 공정 이전에 수행하는 표면처리 공정에 사용되는 세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법에 관한 것이다.
마이크로전자 장치 웨이퍼는 집적 회로를 형성시키는데 사용된다. 그 마이크로전자 장치 웨이퍼는 규소와 같은 웨이퍼 포함하고, 그 웨이퍼 내로는 절연성, 전도성 또는 반전도성 특성을 갖는 상이한 물질들의 침착을 위한 영역들이 패턴화되어 있다. 정확한 패턴화를 얻기 위해서는, 웨이퍼 상에 층들을 형성시키는데 사용된 과량 물질이 제거되어야 한다. 또한, 기능성 및 신뢰성 회로를 제작하기 위해서, 후속 처리 이전에 평평하거나 평탄한 마이크로전자 웨이퍼 표면을 제조하는 것이 중요하다. 따라서, 마이크로전자 장치 웨이퍼의 특정 표면을 제거 및/또는 연마하는 것이 필요하다.
화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)는 임의 물질이 마이크로전자 장치 웨이퍼의 표면으로부터 제거되고, 그 표면이 연마와 같은 물리적 공정을 산화 또는 킬레이트화와 같은 화학 공정과 협력하여 연마되는 공정이다. 가장 기본적인 형태에서, CMP는 슬러리, 예를 들어, 연마제 및 활성 화합물의 용액을, 마이크전자 장치 웨이퍼의 표면을 버핑하여 제거, 평탄화 및 연마 공정을 달성하는 연마 패드에 도포하는 것을 수반한다. 집적 회로의 제작에서, CMP 슬러리는 또한 고도로 평탄한 표면이 후속 리소그래피 또는 패턴화, 에칭 및 박막 처리를 위해 생성될 수 있도록 금속과 다른 물질의 복합 층을 포함하는 필름을 우선적으로 제거하는 것이 가능해야 한다.
한편, 반도체 장치의 제조과정에서 발생하는 파티클, 금속원자, 유기물 등의 오염을 제거하고 장치의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 세정 과정을 수행할 수 있다. 그러나, 일반적으로 연마 후 세정을 위해서 사용하는 세정액 조성물은, 알칼리성 수용액 중에서 OH-가 풍부하게 존재하기 때문에, 연마입자와 웨이퍼 표면을 대전하여, 전기적인 척력을 통한 연마입자의 제거가 용이해지지만, 세정 후의 웨이퍼 면의 금속 오염물, 유기 잔사 등의 불순물이 효과적으로 제거되지 않는 문제가 있다. 또한, 세정액 조성물의 pH가 8 이상으로 되면, 염기성 화합물에 의한 에칭 작용에 의해 웨이퍼 표면에 거칠기가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 표면의 손상을 최소화하면서, 잔류입자, 유기 오염물 및 금속 오염물을 효과적으로 제거할 수 있는 세정액 조성물이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 이후 수행하는 세정 공정에서 표면의 손상을 최소화하면서 결함, 잔류입자, 유기 오염물 및 금속 오염물을 제거할 수 있는 세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면은, 유기염을 포함하는 킬레이트제; 및 음이온성 계면활성제;를 포함하는, 세정액 조성물을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 킬레이트제는, 카르복실기, 탄산기, 인산기 및 황산기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 유기염; 또는 이들의 암모늄염;을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 카르복실기를 포함하는 유기염은, 아세테이트(acetate), 시트레이트(citrate), 하이드로젠시트레이트(hydrogen citrate), 타르트레이트(tartarate), 옥살레이트(oxalate), 락테이트(lactate), 벤조네이트(benzonate), 포르메이트(formate), 프탈레이트(phthalate) 및 말레이트(malate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 탄산기를 포함하는 유기염은, 카보네이트(carbonate), 바이카보네이트(bicarbonate), 트리카보네이트(tricarboante), 에틸카보네이트(ethylcarbonate), 2-시아노에틸카보네이트(2-cyanoethylcarbonate), 옥타데실카보네이트(octadecylcarbonate), 디부틸카보네이트(dibutylcarbonate), 디옥타데실카보네이트(dioctadecylcarbonate), 메틸데실카보네이트(methyldecylcarbonate), 헥사메틸렌이민카보네이트(hexamethylene iminecarbonate), 모폴린카보네이트(mopholinium morpholinecarbonate), 벤질카보네이트(benzylcarbonate), 트리에톡시실릴프로필카보네이트(triethoxy silylpropylcarbonate), 피리디늄 바이카보네이트(pyridinium ethylhexylcarbonate) 및 트리에틸렌디아미늄 바이카보네이트(triethylene diaminium bicarbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 유기염은, 포스페이트(phosphate), 하이드로젠 포스페이트(hydrogen phosphate), 디암모늄 하이드로젠 포스페이트(diammonium hydrogen phosphate), 트리암모늄 하이드로젠 포스페이트(triammonium hydrogen phosphate), 모노부틸포스페이트(monobutyl phosphate), 모노아밀포스페이트(monoamyl phosphate), 모노노닐포스페이트(monononyl phosphate), 모노세틸포스페이트(monocetyl phosphate), 모노페닐포스페이트(monophenyl phosphate) 및 모노벤질포스페이트(monobenzyl phosphate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 황산기를 포함하는 유기염은, 설페이트(sulfate), 알킬설페이트(alkyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 아릴에테르설페이트(polyoxyethylene arylethersulfate), 폴리옥시알킬렌알킬설페이트(polyoxyalkylene alkylsulfate) 및 폴리옥시알킬렌알킬페닐설페이트(polyoxyalkylene alkylphenylsulfate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기염은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 유기산을 포함하는 보조 킬레이트제;를 더 포함하고, 상기 유기산은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기산은, 카르복실기를 포함하는 유기산, 설폰기를 포함하는 유기산 및 인산기를 포함하는 유기산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 카르복실기를 포함하는 유기산은, 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 아디프산(adipic acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루타르산(glutaric acid), 글리콜산(glycollic acid), 아스파르트산(aspartic acid), 이타콘산(Itaconic acid), 글루탐산(glutamic acid), 트리카발산(tricarballylic acid), 피멜산(pimelic acid), 수베르산(suberic acid), 세바스산(sebacic acid), 스테아르산(stearic acid), 피루브산(pyruvic acid), 아세토아세트산(acetoacetic acid), 글리옥실산(glyoxylic acid), 아젤라산(azelaic acid), 푸마르산(fumaric acid), 글루타콘산(glutaconic acid), 트라우마트산(traumatic acid), 무콘산(muconic acid), 아콘산(aconitic acid), 카르발릴산(carballylic acid), 트리베스산(tribasic acid), 멜리트산(mellitic acid), 이소시트르산(isocitric acid), 시트르산(citric acid), 락트산(lactic acid), 글루콘산(gluconic acid), 말레산(maleic acid), 아스코르브산(ascorbic acid), 이미노아세트산(iminoacetic acid), 옥살산(oxalic acid), 피로갈산(pyrogallic acid), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 발레르산(valeric acid), 헥사노산(hexanoic acid), 헵타노산(heptanoic acid), 카프릴산(caprylic acid), 노나노산(nonanoic acid), 데카노산(decanoic acid), 운데실산(undecylenic acid), 라우릴산(lauric acid), 트리데실산(tridecylic acid), 미리스트산(myristic acid), 펜타데카노산(pentadecanoic acid) 및 팔미트산(palmitic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 설폰기를 포함하는 유기산은, 술팜산(sulfamic acid), p-톨루엔설폰산(p-toluenesulfonic acid), 폴리스티렌설폰산(polystyrenesulfonic acid), 2-나프탈렌 설폰산(2-naphthalene sulfonic acid), 도데실벤젠설폰산(dodecylbenezenesulfonic acid), 폴리비닐설폰산(polyvinylsulfonate), 안트라퀴논설폰산(anthraquinonesulfonic acid), 4-하이드록시벤젠설폰산(4-hydroxybenzenesulfonic acid), 메틸설폰산(methylsulfonic acid) 및 니트로벤젠설폰산(nitrobenzenesulfonic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 유기산은, 에틸리덴디포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1'-디포스폰산(HEDPO), 1-히드록시프로필리덴-1,1'-디포스폰산, 1-히드록시부틸리덴-1,1'-디포스폰산, 에틸아미노비스(메틸렌포스폰산), 도데실아미노비스(메틸렌포스폰산), 2-포스포노-부탄-1,2,4-트리카르복실산(2-phosphono-butane-1,2,4-tricarboxylic acid, PBTC), 니트릴로트리스(메틸렌포스폰산)(NTPO), 에틸렌디아민비스(메틸렌포스폰산)(EDDPO), 1,3-프로필렌디아민비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(EDTPO), 에틸렌디아민테트라(에틸렌포스폰산), 1,3-프로필렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(PDTMP), 1,2-디아미노프로판테트라(메틸렌포스폰산), 1,6-헥사메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 헥센디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산)(DEPPO), 디에틸렌트리아민펜타키스(메틸포스폰산), N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(에틸렌포스폰산), 트리에틸렌테트라민헥사(메틸렌포스폰산) 및 트리에틸렌테트라민헥사(에틸렌포스폰산)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는, 술폰산기 또는 인산기를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 술폰산기를 포함하는 음이온성 계면활성제는, 알킬아릴술포네이트(alkyl aryl sullfonate), 알킬에테르술포네이트(alkyl ether sulfonate), 알킬술포네이트(alkyl sulfonate), 아릴술포네이트(aryl sulfonate), 폴리스티렌술포네이트(polystyrene sulfonate), 알칸술포네이트(alkanesulfonate), 알파-올레핀술포네이트(α-olefin sulfonate), 도데실벤젠술포네이트(dodecylbenzenesulfonate) 및 알킬벤젠술포네이트(alkylbenzene sulfonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 음이온성 계면활성제는, 알킬아릴포스페이트(alkyl aryl phosphate), 알킬에테르포스페이트(alkyl ether phosphate), 아릴에테르포스페이트(aryl ether phosphate), 알킬포스페이트(alkyl phosphate), 아릴포스페이트(aryl phosphate) 및 벤젠포스페이트(benzene phosphate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물의 pH가 3 내지 7인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물은, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이 둘을 포함하는 반도체 디바이스용 웨이퍼 표면을 연마 후 세정하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물로 세정하였을 때, 실리콘 질화막에 대한 결함 감소율이 75 % 이상이고, 실리콘 산화막에 대한 결함 감소율이 50 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 본 발명의 일 측면에 따른 세정액 조성물을 사용하여 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 반도체 디바이스용 웨이퍼를 세정하는 것인, 세정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 세정액 조성물은 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 세정 공정에서의 잔류 연마입자 및 표면 결함(Defect) 제거가 용이하다. 또한, 반도체 웨이퍼의 연마 후 잔류하는 유기물, 불순물 등의 오염물질을 충분히 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 세정 방법에 의하여, 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 세정 공정에서 잔류 연마입자 및 표면 결함 제거를 용이하게 할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 세정액 조성물 및 그것을 이용한 세정 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 측면은, 유기염을 포함하는 킬레이트제; 및 음이온성 계면활성제;를 포함하는, 세정액 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 세정액 조성물은 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 세정 공정에서의 잔류 연마입자 및 표면 결함(Defect) 제거가 용이하다. 또한, 반도체 웨이퍼의 연마 후 잔류하는 유기물, 불순물 등의 오염물질을 충분히 제거할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 킬레이트제는, 금속에 의한 반도체 디바이스용 웨이퍼의 오염을 방지하기 위한 것이다. 킬레이트제를 이용함으로써, 연마 슬러리 조성물 중에 존재하는 금속 이온이 킬레이트제와 반응하여 착이온을 형성하고, 실리콘 웨이퍼 표면에의 금속 오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 킬레이트제는 세리아 연마입자에서 나온 세륨 이온과 반응하여 착화합물을 형성함으로써, 연마입자를 용이하게 제거할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 킬레이트제는, 카르복실기, 탄산기, 인산기 및 황산기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 유기염; 또는 이들의 암모늄염;을 포함하는 것일 수 있다. 상기 유기염은, 반도체 디바이스용 웨이퍼 상에 잔류하는 연마 미립자, 금속 불순물 등의 제거 효과를 증가시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 카르복실기를 포함하는 유기염은, 아세테이트(acetate), 시트레이트(citrate), 하이드로젠시트레이트(hydrogen citrate), 타르트레이트(tartarate), 옥살레이트(oxalate), 락테이트(lactate), 벤조네이트(benzonate), 포르메이트(formate), 프탈레이트(phthalate) 및 말레이트(malate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 탄산기를 포함하는 유기염은, 카보네이트(carbonate), 바이카보네이트(bicarbonate), 트리카보네이트(tricarboante), 에틸카보네이트(ethylcarbonate), 2-시아노에틸카보네이트(2-cyanoethylcarbonate), 옥타데실카보네이트(octadecylcarbonate), 디부틸카보네이트(dibutylcarbonate), 디옥타데실카보네이트(dioctadecylcarbonate), 메틸데실카보네이트(methyldecylcarbonate), 헥사메틸렌이민카보네이트(hexamethylene iminecarbonate), 모폴린카보네이트(mopholinium morpholinecarbonate), 벤질카보네이트(benzylcarbonate), 트리에톡시실릴프로필카보네이트(triethoxy silylpropylcarbonate), 피리디늄 바이카보네이트(pyridinium ethylhexylcarbonate) 및 트리에틸렌디아미늄 바이카보네이트(triethylene diaminium bicarbonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 유기염은, 포스페이트(phosphate), 하이드로젠 포스페이트(hydrogen phosphate), 디암모늄 하이드로젠 포스페이트(diammonium hydrogen phosphate), 트리암모늄 하이드로젠 포스페이트(triammonium hydrogen phosphate), 모노부틸포스페이트(monobutyl phosphate), 모노아밀포스페이트(monoamyl phosphate), 모노노닐포스페이트(monononyl phosphate), 모노세틸포스페이트(monocetyl phosphate), 모노페닐포스페이트(monophenyl phosphate) 및 모노벤질포스페이트(monobenzyl phosphate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 황산기를 포함하는 유기염은, 설페이트(sulfate), 알킬설페이트(alkyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 아릴에테르설페이트(polyoxyethylene arylethersulfate), 폴리옥시알킬렌알킬설페이트(polyoxyalkylene alkylsulfate) 및 폴리옥시알킬렌알킬페닐설페이트(polyoxyalkylene alkylphenylsulfate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르며, 상기 암모늄염은 상기 유기염에 암모늄기가 1 개 내지 3 개 포함되는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기염은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 유기염이 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마입자를 킬레이트 하는 기능이 저하되는 문제가 있고, 10 중량% 초과인 경우 과량 첨가된 유기염이 웨이퍼 표면에 잔류하게 되어 결함(Defect)을 유발하는 문제가 있다.
일 실시형태에 따르면, 킬레이트 기능을 더 강화하기 위하여 유기산을 포함하는 보조 킬레이트제;를 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기산은, 세정액 조성물을 완충상태로 유지시켜 성능의 안정성을 확보하는 기능을 수행한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기산은, 카르복실기를 포함하는 유기산, 설폰기를 포함하는 유기산 및 인산기를 포함하는 유기산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 카르복실기를 포함하는 유기산은, 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 아디프산(adipic acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루타르산(glutaric acid), 글리콜산(glycollic acid), 아스파르트산(aspartic acid), 이타콘산(Itaconic acid), 글루탐산(glutamic acid), 트리카발산(tricarballylic acid), 피멜산(pimelic acid), 수베르산(suberic acid), 세바스산(sebacic acid), 스테아르산(stearic acid), 피루브산(pyruvic acid), 아세토아세트산(acetoacetic acid), 글리옥실산(glyoxylic acid), 아젤라산(azelaic acid), 푸마르산(fumaric acid), 글루타콘산(glutaconic acid), 트라우마트산(traumatic acid), 무콘산(muconic acid), 아콘산(aconitic acid), 카르발릴산(carballylic acid), 트리베스산(tribasic acid), 멜리트산(mellitic acid), 이소시트르산(isocitric acid), 시트르산(citric acid), 락트산(lactic acid), 글루콘산(gluconic acid), 말레산(maleic acid), 아스코르브산(ascorbic acid), 이미노아세트산(iminoacetic acid), 옥살산(oxalic acid), 피로갈산(pyrogallic acid), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 발레르산(valeric acid), 헥사노산(hexanoic acid), 헵타노산(heptanoic acid), 카프릴산(caprylic acid), 노나노산(nonanoic acid), 데카노산(decanoic acid), 운데실산(undecylenic acid), 라우릴산(lauric acid), 트리데실산(tridecylic acid), 미리스트산(myristic acid), 펜타데카노산(pentadecanoic acid) 및 팔미트산(palmitic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 설폰기를 포함하는 유기산은, 술팜산(sulfamic acid), p-톨루엔설폰산(p-toluenesulfonic acid), 폴리스티렌설폰산(polystyrenesulfonic acid), 2-나프탈렌 설폰산(2-naphthalene sulfonic acid), 도데실벤젠설폰산(dodecylbenezenesulfonic acid), 폴리비닐설폰산(polyvinylsulfonate), 안트라퀴논설폰산(anthraquinonesulfonic acid), 4-하이드록시벤젠설폰산(4-hydroxybenzenesulfonic acid), 메틸설폰산(methylsulfonic acid) 및 니트로벤젠설폰산(nitrobenzenesulfonic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 유기산은, 에틸리덴디포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1'-디포스폰산(HEDPO), 1-히드록시프로필리덴-1,1'-디포스폰산, 1-히드록시부틸리덴-1,1'-디포스폰산, 에틸아미노비스(메틸렌포스폰산), 도데실아미노비스(메틸렌포스폰산), 2-포스포노-부탄-1,2,4-트리카르복실산(2-phosphono-butane-1,2,4-tricarboxylic acid, PBTC), 니트릴로트리스(메틸렌포스폰산)(NTPO), 에틸렌디아민비스(메틸렌포스폰산)(EDDPO), 1,3-프로필렌디아민비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(EDTPO), 에틸렌디아민테트라(에틸렌포스폰산), 1,3-프로필렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(PDTMP), 1,2-디아미노프로판테트라(메틸렌포스폰산), 1,6-헥사메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 헥센디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산)(DEPPO), 디에틸렌트리아민펜타키스(메틸포스폰산), N,N,N',N'-에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(에틸렌포스폰산), 트리에틸렌테트라민헥사(메틸렌포스폰산) 및 트리에틸렌테트라민헥사(에틸렌포스폰산)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 유기산은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 유기산이 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마입자를 킬레이트하는 기능이 저하되어 잔류 연마입자 제거 효과가 기대에 미치지 못하는 문제가 있고, 10 중량% 초과인 경우 과량 첨가된 유기산이 웨이퍼 표면에 잔류하게 되어 결함(Defect)을 유발하는 문제가 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는, 제타 포텐셜을 낮춤으로써 전기적으로 파티클 입자에 흡착되는 메커니즘을 통해 기판으로부터 입자를 제거할 수 있으며, 기판 표면에 재흡착되는 것을 방지하기 때문에, 우수한 세정 효과를 발휘할 수 있다. 특히, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막과 같은 친수성막에 대한 세정 및 결함을 개선시킨다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는, 술폰산기 또는 인산기를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 술폰산기를 포함하는 음이온성 계면활성제는, 알킬아릴술포네이트(alkyl aryl sullfonate), 알킬에테르술포네이트(alkyl ether sulfonate), 알킬술포네이트(alkyl sulfonate), 아릴술포네이트(aryl sulfonate), 폴리스티렌술포네이트(polystyrene sulfonate), 알칸술포네이트(alkanesulfonate), 알파-올레핀술포네이트(α-olefin sulfonate), 도데실벤젠술포네이트(dodecylbenzenesulfonate) 및 알킬벤젠술포네이트(alkylbenzene sulfonate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 인산기를 포함하는 음이온성 계면활성제는, 알킬아릴포스페이트(alkyl aryl phosphate), 알킬에테르포스페이트(alkyl ether phosphate), 아릴에테르포스페이트(aryl ether phosphate), 알킬포스페이트(alkyl phosphate), 아릴포스페이트(aryl phosphate) 및 벤젠포스페이트(benzene phosphate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는 추가로 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 음이온성 계면활성제가 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 양이 적어 파티클 입자에 충분히 흡착하지 못하여 입자를 전기적으로 제거하지 못하여 바람직하지 않으며, 10 중량%를 초과하여 과량을 사용하여도 그 이상의 효과는 얻어지지 않아 경제적으로 바람직하지 않고, 표면에 잔류하는 문제가 발생할 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물의 pH가 3 내지 7인 것일 수 있다. 상기 pH 범위 내에 포함되면, 화학기계적 연마된 웨이퍼를 상기 세정액 조성물로 처리한 경우 후속 세정공정에서 우수한 세정 효과 및 낮은 결함을 제공할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼의 연마 후 잔류하는 연마입자, 유기물, 불순물 등의 오염물질을 충분히 제거할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, pH 조절제;를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서는 pH 조절제 없이도, pH 3 내지 7의 세정액 조성물이 제조될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 pH 조절제는, 알킬아민을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 pH 조절제는, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 다이이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 디메틸모노에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 디에틸모노에탄올아민, 메틸에탄올아민, 에틸에탄올아민, N-아미노-N-프로판올, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 모노에탄올아민, N-(β아미노에틸)에탄올아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 옥틸아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 2-아미노프로판올, 2-(메틸페닐아미노)에탄올, 2-(에틸페닐아미노)에탄올, 2-아미노-1-부탄올, (다이이소프로필아미노)에탄올, 2-다이에틸아미노에탄올, 4-아미노페닐아미노이소프로판올 및 N-에틸아미노에탄올메틸디에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물은, 용매를 포함하고, 상기 용매는, 물, 및/또는 유기용매를 포함할 수 있다. 세정액 조성물 중의 물은 세정액 조성물 중의 다른 성분을 용해 또는 분산시키는 작용을 한다. 물은 다른 성분의 작용을 저해하는 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이온 교환수지를 사용하여 불순물 이온을 제거한 후에 필터를 통하여 이물을 제거한 이온 교환수, 순수, 초순수, 탈이온수 또는 증류수가 바람직하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 세정액 조성물은, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이 둘을 포함하는 반도체 디바이스용 웨이퍼 표면을 연마 후 세정하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 종래의 불산 및 SC1을 이용한 세정을 진행한 웨이퍼(실리콘 질화막, 실리콘 산화막)의 결함 수준을 100 %로 하여 기준으로 삼았을 때, 상기 세정액 조성물로 세정한 후 실리콘 질화막에 대한 결함이 기준 대비 25 % 이하의 수준을 나타내고, 실리콘 산화막에 대한 결함이 기준 대비 50 % 이하의 수준을 나타내는 것일 수 있다.
이를 결함 감소율로 표현하면, 실리콘 질화막에 대한 결함은, 불산 및 SC1을 이용한 세정을 진행했을 때의 결함을 기준으로 결합 감소율이 75 % 이상이고, 실리콘 산화막에 대한 결함은, 불산 및 SC1을 이용한 세정을 진행했을 때의 결함을 기준으로 결합 감소율이 50 % 이상인 것일 수 있다. 결함 감소율은 종래의 세정액 조성물인 불산 및 SC1을 이용한 세정을 진행하였을 때의 결함에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 조성물을 이용한 세정을 진행했을 때 결함이 어느 정도 수준으로 감소했는지를 나타내는 지표이다. 상기 SC1은 일반적으로 사용되고 있는 세정액으로서 암모니아수, 과산화수소 및 물의 혼합 세정액인 SC1(Standard Cleaning 1)을 의미한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 잔류물은 CMP 연마 슬러리 유래 입자, CMP 연마 슬러리에 존재하는 화학물질, CMP 연마 슬러리의 반응 부산물, 탄소 농후 입자, 연마 패드 입자, 브러쉬 탈로딩 입자, 구성 입자의 장비 물질, 금속, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 본 발명의 일 측면에 따른 세정액 조성물을 사용하여 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 반도체 디바이스용 웨이퍼를 세정하는 것인, 세정 방법을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 통상의 웨이퍼의 세정에서 사용되는 것과 동일한 장치 및 조건에서 상기 세정액 조성물을 반도체 디바이스용 웨이퍼에 직접 접촉시켜 세정하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 세정 방법은 본 발명의 세정액 조성물을 단독으로 사용하거나, 본 발명의 세정액 조성물 및 불산(1 %)을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 세정 방법에 의하여, 종래에 통상적으로 사용하는 불산 및 SC1 세정액으로 세정 공정을 수행한 것 이상의 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 종래의 세정 공정의 마지막 단계에서 수행하는 SPM(Surfuric Acid Peroxide Mixture) 세정을 진행하지 않아도 세정효과가 우수해 세정공정 단계를 줄일 수 있어 경제적이다.
본 발명의 일 측면에 따른 세정 방법에 의하여, 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 세정 공정에서 잔류 연마입자 및 표면 결함 제거를 용이하게 할 수 있다.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
웨이퍼 결함(Defect) 측정
100 nm의 직경을 가진 산화세륨을 연마입자로 포함하는 슬러리 조성물을 이용하여 실리콘 산화막 웨이퍼 및 실리콘 질화막 웨이퍼를 CMP 연마하였다. 연마된 실리콘 산화막 웨이퍼 및 실리콘 질화막 웨이퍼를 1 % 불산을 이용하여 5 초 동안 세정하고, 본 발명에 따른 세정액 조성물을 이용하여 분당 1000 ml 조건에서 30 초 동안 세정을 수행하였다.
세정이 완료된 후, 탈이온수(DIW)를 이용하여 린스하고 건조시킨 후, 결함 측정 장비(KLA-Tencor社)를 이용하여 실리콘 산화막 웨이퍼 및 실리콘 질화막 웨이퍼 각각에 대해 결함을 확인하였다.
[결함 평가 기준]
1 % 불산을 이용하여 5 초 동안 세정하고, SC1 용액을 이용하여 30 초 동안 세정한 후, 실리콘 질화막 웨이퍼 및 실리콘 산화막 웨이퍼 각각에 대해 측정된 결함을 기준으로 하였다.
여기서, SC1 용액은 암모니아, 과산화수소 혼합물(ammonia and hydrogen peroxide mixture; APM) (NH4OH : H2O2 : H2O)을 사용하였다.
실리콘 질화막 웨이퍼의 결함(≥53 nm)은 13,174 개 수준, 실리콘 산화막 웨이퍼의 결함(≥63 nm)은 962 개 수준으로 나타났다.
실시예 1 내지 실시예 43의 세정액 조성물을 사용하여 세정을 진행했을 때의 결함은, 표 1과 같이, 불산(1 %)와 SC1을 이용하여 세정을 했을 때의 결함 대비 비율(%)로 나타내었다.
실시예 1 내지 실시예 43
하기 표 1에 기재된 조성물로 실시예 1 내지 실시예 43의 세정액 조성물을 제조하였다.
하기 표 1 및 표 2에 실시예 1 내지 실시예 43의 세정액 조성물의 구체적인 조성물 및 농도를 정리하였다. 하기 표 3은 표 1 및 표 2에 숫자로 표시된 유기산, 유기염 및 음이온성 계면활성제의 종류를 나타낸 것이다.
Figure 112018129085019-pat00001
표 1을 살펴보면, 실시예 1 내지 실시예 43의 세정액 조성물을 사용하여 세정하는 경우, 실리콘 질화막은 기준 대비 결함이 25 % 미만으로 감소하였고, 실리콘 산화막은 기준 대비 결함이 50 % 미만으로 감소하였다.
본 발명은, CMP된 웨이퍼의 표면을 킬레이트제 및 음이온성 계면활성제를 포함하는 세정액 조성물을 사용하여 세정함으로써 CMP 후 발생되는 결함 및 잔류물질의 제거가 용이한 것을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 유기염을 포함하는 킬레이트제; 및
    유기산을 포함하는 보조 킬레이트제; 및
    음이온성 계면활성제;
    를 포함하고,
    상기 유기염은 암모늄 아세테이트(ammonium acetate), 암모늄 바이카보네이트(ammonium bicarbonate), 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate), 암모늄 시트레이트(ammonium citrate), 암모늄 하이드로젠 시트레이트(ammonium hydrogen citrate), 암모늄 설페이트(ammonium sulfate), 및 다이암모늄 하이드로젠 포스페이트(diammonium hydrogen phosphate)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며,
    상기 유기산은 시트르산(citric acid), 글루탐산(glutamic acid), 1-히드록시에틸리덴-1,1'-디포스폰산(HEDPO) 및 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(EDTPO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 음이온성 계면활성제는, 알킬 아릴 설포네이트(alkyl aryl sulfonate), 알킬 에테르 설포네이트(alkyl ether sulfonate), 폴리옥시에틸렌 알킬 아릴 설포네이트(polyoxyethylene alkyl aryl sulfonate), 또는 폴리스티렌 설포네이트인, 세정액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기염은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
    세정액 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기산은, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
    세정액 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 계면활성제는, 상기 세정액 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
    세정액 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 조성물의 pH가 3 내지 7인 것인,
    세정액 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 조성물은, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이 둘을 포함하는 반도체 디바이스용 웨이퍼 표면을 연마 후 세정하는 것인,
    세정액 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세정액 조성물로 세정하였을 때, 실리콘 질화막에 대한 결함 감소율이 75 % 이상이고, 실리콘 산화막에 대한 결함 감소율이 50 % 이상인 것인,
    세정액 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 세정액 조성물을 사용하여 반도체 디바이스용 웨이퍼의 화학기계적 연마 후 반도체 디바이스용 웨이퍼를 세정하는 것인,
    세정 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102399811B1 (ko) * 2020-07-13 2022-05-19 주식회사 케이씨텍 금속막 연마 후 세정액 조성물
KR20220012521A (ko) 2020-07-23 2022-02-04 주식회사 케이씨텍 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정 방법
KR20230056230A (ko) * 2021-10-20 2023-04-27 에스케이하이닉스 주식회사 Cmp 후 세정액 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163608A (ja) * 2008-12-18 2010-07-29 Sanyo Chem Ind Ltd 電子材料用洗浄剤
US20120083436A1 (en) * 2009-11-17 2012-04-05 Wai Mun Lee Composition and method for treating semiconductor substrate surface

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980014483A (ko) * 1996-08-12 1998-05-25 김광호 반도체 장치 제조시 세정방법
KR19980014483U (ko) * 1998-03-18 1998-06-05 현승구 휴대용 전력 저장팩
JP4516176B2 (ja) * 1999-04-20 2010-08-04 関東化学株式会社 電子材料用基板洗浄液
JP4821082B2 (ja) * 2000-03-21 2011-11-24 和光純薬工業株式会社 半導体基板洗浄剤及び洗浄方法
AU2003277597A1 (en) * 2002-11-08 2004-06-07 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Cleaning composition and method of cleaning therewith
CN1297646C (zh) 2003-06-25 2007-01-31 蓝星清洗工程有限公司 中性除油除锈清洗剂
TWI362415B (en) * 2003-10-27 2012-04-21 Wako Pure Chem Ind Ltd Novel detergent and method for cleaning
JP2010535422A (ja) * 2007-08-02 2010-11-18 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド マイクロ電子デバイスから残渣を除去するための非フッ化物含有組成物
TWI591158B (zh) 2008-03-07 2017-07-11 恩特葛瑞斯股份有限公司 非選擇性氧化物蝕刻濕清潔組合物及使用方法
WO2010070819A1 (ja) 2008-12-19 2010-06-24 三洋化成工業株式会社 電子材料用洗浄剤
KR102105381B1 (ko) * 2012-02-15 2020-04-29 엔테그리스, 아이엔씨. 조성물을 이용한 cmp-후 제거 방법 및 그의 이용 방법
CN103074175B (zh) * 2012-12-31 2015-03-04 深圳市力合材料有限公司 一种抛光垫清洗液及其使用方法
EP3009497B1 (en) * 2013-06-12 2018-11-21 Lion Corporation Cleanser composition
WO2015089023A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-18 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Cleaning formulation for removing residues on surfaces
CN104356850A (zh) * 2014-10-14 2015-02-18 凤阳徽亨商贸有限公司 一种成膜光滑耐磨型的玻璃移门用水性涂料及其制备方法
CN105754745A (zh) * 2016-05-11 2016-07-13 于文 不含有机溶剂的全效衣物预洗剂
CN106047525A (zh) * 2016-06-20 2016-10-26 王璐 一种智能家居用清洁处理剂
CN106753873A (zh) * 2017-01-13 2017-05-31 蓝思科技（长沙）有限公司 一种玻璃清洗剂及其使用方法
KR20200038014A (ko) 2018-10-02 2020-04-10 주식회사 케이씨텍 표면처리 조성물 및 그것을 이용한 표면처리 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163608A (ja) * 2008-12-18 2010-07-29 Sanyo Chem Ind Ltd 電子材料用洗浄剤
US20120083436A1 (en) * 2009-11-17 2012-04-05 Wai Mun Lee Composition and method for treating semiconductor substrate surface

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