| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | IPA를 첨가한 세정액 내에서의 acoustic cavitation 거동 연구 |
| 초록 | 최근 반도체 소자의 고집적화에 따른 패턴 크기 감소로 과도한 세정력에 의해 발생되는 미세 패턴의 손상은 반도체 세정 공정에 있어 큰 문제로 대두되고 있다. 특히 널리 사용되고 있는 메가소닉 세정의 경우, 압전 소자의 미세 진동을 이용하여 유체 내에 미세 acoustic bubble을 형성시켜 이러한 acoustic bubble의 cavitation시 발생되는 강한 에너지를 바탕으로 표면에 존재하는 오염입자를 효과적으로 제거한다. 하지만 메가소닉 세정 공정은 불안정한 cavitation 후 발생하는 shock wave와 liquid jet에 의한 강한 에너지의 방출로 오염입자 제거뿐만 아니라 미세 패턴에 심각한 손상을 발생시키는 문제점을 야기하고 있다. 따라서 메가소닉의 세정력을 효과적으로 제어하기 위해 acoustic bubble의 거동을 조절하기 위한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 세정액 내에 surface active solute(SAS)로 알려진 Isopropyl Alcohol(IPA)의 기초 특성을 평가하고 이를 바탕으로 acoustic bubble 표면에 흡착되는 IPA 양에 따른 acoustic bubble의 거동 변화를 예측하였다. 이러한 결과를 바탕으로 acoustic bubble의 성장 속도 변화를 모델링을 통하여 확인하였으며, 실제 세정 공정에서의 세정력을 확인하기 위하여 IPA 농도 변화에 따른 오염입자 제거 효율과 패턴 손상 평가를 메가소닉 세정 공정을 통하여 확인하였다. 오염물은 Si3N4 입자를 정량적으로 웨이퍼에 오염시킨 후, surface scanner를 이용하여 세정 전·후의 오염입자 개수 변화를 통해 오염입자 제거 효율을 평가하였다. 또한 패턴 손상 평가를 위해 패턴 선폭이 각각 250㎚, 300㎚인 PR 패턴을 광학 현미경을 이용하여 세정 전·후의 미세 패턴 형상 변화를 관찰하였다. 본 연구를 통해 앞서 예측한 acoustic bubble의 성장 속도 메커니즘을 분석하였으며, IPA 농도에 따라 cavitation 세기를 조절할 수 있음을 확인하였다. |
| 저자 | 김향란, 강봉균, 김민수, 박진구 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | 반도체 세정; 메가소닉; Cavitation; Pattern damage |
