| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 봄 (05/18 ~ 05/20, 여수 디오션리조트 ) |
| 권호 | 22권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | Si 웨이퍼 제조 공정 중 발생하는 금속 오염물 및 오염 입자 제거를 위한 세정공정 연구 |
| 초록 | 반도체 고집적화와 다층화에 필수 공정인 Chemical Mechanical Polishing(CMP)공정에서 발생하는 오염물은 칩 수율을 직접적으로 저하시키기 때문에 이 오염물들은 다음 공정이 진행되기 전에 반드시 제거되어야 한다. 현재 디바이스 공정에서 사용되고 있는 가장 보편적인 세정 기술인 RCA 세정공정 중 하나인 SC1는 NH4OH와 H2O2 그리고 H2O를 혼합하여 만든 용액으로, 주로 미세 입자나 금속 오염물을 제거하고, 그 메커니즘은 NH4OH에 의한 식각 작용과 H2O2에 의한 산화 작용을 이용한다. 그러나 이러한 메커니즘으로 인해 세정액 내의 높은 산화환원 전위를 갖는 금속 이온이 웨이퍼 표면에 국부적인 강한 산화환원 반응을 일으키는데, 이 표면이 SC1 세정 공정 중에 식각 되면서 pit이 발생하게 된다. 이렇게 발생한 pit은 반도체 소자에서 디바이스의 수율 및 소자의 성능을 저하 시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 SC1 세정액 내에서의 금속 이온의 거동과 미세입자 제어율, 그리고 식각률 사이의 상관 관계에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서, 입자제거율과 표면 식각률, 그리고 금속 오염물의 제거에 대한 관계를 알기 위해 다양한 SC1 세정조건에서 실험을 진행하였다. Dilute HF처리로 native oxide가 제거된 실리콘 웨이퍼에 final polishing 공정 후의 오염을 재현하기 위해 Cu 이온을 웨이퍼에 오염 시키고 SC1공정을 진행하여 pit 생성과 금속 오염물 및 미세 입자 제거 평가를 진행하였으며, pattern 웨이퍼를 이용하여 실리콘 표면의 식각률을 측정하였다. 표면의 금속오염물에 의한 결함과 식각률은 Atomic Force Microscopy(AFM)를 이용하여 세정 전후의 변화를 관측하고 광학현미경을 이용하여 미세 오염 입자의 세정율을 분석하였다. 주로 NH4OH와 H2O2 농도 변화 조건에서의 Cu 오염물과 입자 제거율 평가를 진행하여 Cu pit은 최소화 하면서 세정효율을 높일 수 있는 공정조건을 확립하였다. |
| 저자 | 송희진, 박건호, 장성해, 김민수, 박진구 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | <P>금속오염물; SC1세정; pit생성; 입자제거율; 식각률</P> |
