KR20180034368A - Cleaning method for semiconductor device fabrication - Google Patents
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Abstract
Description
집적 회로 제조를 위한 반도체 기판과 같은 기판을 세정하는 방법에 관한 것이다.To a method of cleaning a substrate, such as a semiconductor substrate, for the manufacture of integrated circuits.
반도체 집적 회로(IC) 산업은 빠른 성장을 경험하였다. 집적 회로 물질들과 디자인에 있어서 기술적인 발전은 세대를 거쳐 더 작고 복잡한 회로들을 양산해 내었다. 이러한 진화 과정 동안, 기능적 밀도(functional density)가 증가하는 한편, 기하학적 크기는 감소하였다. 이러한 크기 감소는 또한 일반적으로 생산 효율성 및 감소된 비용으로 이어졌다. 그러나, 그러한 크기 조정은 또한 프로세싱 및 제조의 복잡성들을 증가시켰다. 이러한 복잡성들은 그들 스스로와 연관된 비용들을 갖는다.The semiconductor integrated circuit (IC) industry has experienced rapid growth. Technological advances in integrated circuit materials and design have produced generations of smaller, more complex circuits. During this evolution, the functional density increased while the geometric size decreased. This size reduction has also generally resulted in production efficiency and reduced cost. However, such scaling has also increased processing and manufacturing complexities. These complexities have costs associated with themselves.
예를 들어, 기술적 노드가 감소하면서, 하나의 증가하는 비용은 제조 과정 및 그것의 복잡성을 지원하는데 사용될 화학물들의 방대한 양이 요구된다는 것이다. 시간이 지나면서 화학물 양의 증가는 화학물을 얻는 것 자체와 연관된 비용 뿐만 아니라 환경에 대한 영향과 연관된 비용도 갖는다. 매우 많은 양의 화학물이 요구되는 프로세스는 웨이퍼 세정 프로세스다. 웨이퍼 세정 프로세스들은 집적 회로의 제조 프로세스 전역에서 수행된다. 예시적인 종래의 세정 프로세들은 "표준 세정 1(standard clean 1)" 및 "표준 세정 2(standard clean 2)", 또는 SC1 및 SC2로 불리운다. 세정 프로세스들은 통상적으로 입자들(예를 들어, SC1으로) 및/또는 금속 이온들(예를 들어, SC2로)을 제거하는데 사용된다. 비록 이러한 현존하는 세정 프로세스들은 특유의 목적들을 위해 일반적으로 충분하지만, 모든 측면에 있어서 전체적으로 만족스러운 것은 아니다.For example, as technical nodes decrease, one increasing cost is that a vast amount of chemicals will be required to support the manufacturing process and its complexity. Over time, an increase in the amount of chemicals has costs associated with environmental impact as well as costs associated with obtaining chemicals. A process that requires a very large amount of chemistry is a wafer cleaning process. Wafer cleaning processes are performed throughout the manufacturing process of the integrated circuit. Exemplary conventional cleaning processes are referred to as " standard clean 1 "and" standard clean 2 ", or SC1 and SC2. Cleaning processes are typically used to remove particles (e.g., to SC1) and / or metal ions (e.g., to SC2). Although these existing cleaning processes are generally sufficient for specific purposes, they are not entirely satisfactory in all respects.
반도체 집적 회로(IC) 산업은 빠른 성장을 경험하였다. 집적 회로 물질들과 디자인에 있어서 기술적인 발전은 세대를 거쳐 더 작고 복잡한 회로들을 양산해 내었다. 이러한 진화 과정 동안, 기능적 밀도(functional density)가 증가하는 한편, 기하학적 크기는 감소하였다. 이러한 크기 감소는 또한 일반적으로 생산 효율성 및 감소된 비용으로 이어졌다. 그러나, 그러한 크기 조정은 또한 프로세싱 및 제조의 복잡성들을 증가시켰다. 이러한 복잡성들은 그들 스스로와 연관된 비용들을 갖는다.The semiconductor integrated circuit (IC) industry has experienced rapid growth. Technological advances in integrated circuit materials and design have produced generations of smaller, more complex circuits. During this evolution, the functional density increased while the geometric size decreased. This size reduction has also generally resulted in production efficiency and reduced cost. However, such scaling has also increased processing and manufacturing complexities. These complexities have costs associated with themselves.
예를 들어, 기술적 노드가 감소하면서, 하나의 증가하는 비용은 제조 과정 및 그것의 복잡성을 지원하는데 사용될 화학물들의 방대한 양이 요구된다는 것이다. 시간이 지나면서 화학물 양의 증가는 화학물을 얻는 것 자체와 연관된 비용 뿐만 아니라 환경에 대한 영향과 연관된 비용도 갖는다. 매우 많은 양의 화학물이 요구되는 프로세스는 웨이퍼 세정 프로세스다. 웨이퍼 세정 프로세스들은 집적 회로의 제조 프로세스 전역에서 수행된다. 예시적인 종래의 세정 프로세들은 "표준 세정 1(standard clean 1)" 및 "표준 세정 2(standard clean 2)", 또는 SC1 및 SC2로 불리운다. 세정 프로세스들은 통상적으로 입자들(예를 들어, SC1으로) 및/또는 금속 이온들(예를 들어, SC2로)을 제거하는데 사용된다. 비록 이러한 현존하는 세정 프로세스들은 특유의 목적들을 위해 일반적으로 충분하지만, 모든 측면에 있어서 전체적으로 만족스러운 것은 아니다.For example, as technical nodes decrease, one increasing cost is that a vast amount of chemicals will be required to support the manufacturing process and its complexity. Over time, an increase in the amount of chemicals has costs associated with environmental impact as well as costs associated with obtaining chemicals. A process that requires a very large amount of chemistry is a wafer cleaning process. Wafer cleaning processes are performed throughout the manufacturing process of the integrated circuit. Exemplary conventional cleaning processes are referred to as " standard clean 1 "and" standard clean 2 ", or SC1 and SC2. Cleaning processes are typically used to remove particles (e.g., to SC1) and / or metal ions (e.g., to SC2). Although these existing cleaning processes are generally sufficient for specific purposes, they are not entirely satisfactory in all respects.
집적 회로 제조를 위한 반도체 기판과 같은 기판을 세정하는 방법이 설명되고, 방법은 오존과 산 및 염기 중 어느 하나로 된 제1 혼합물로 반도체 기판을 세정하는 것을 포함하고, 오존과 산 및 염기 중 다른 어느 하나로 된 제2 혼합물이 이어진다. 세정 혼합물들은 초순수를 더 포함할 수 있다. 실시형태에서, 혼합물은 가열된 기판 표면 상에 분사된다. 산은 HF 일 수 있고, 염기는 NH4OH 일 수 있다.A method of cleaning a substrate such as a semiconductor substrate for integrated circuit fabrication is described, the method comprising cleaning the semiconductor substrate with a first mixture of ozone and either an acid or a base, wherein the ozone and the other of the acid and base Followed by a second mixture in one. The cleaning mixtures may further comprise ultra pure water. In an embodiment, the mixture is sprayed onto a heated substrate surface. The acid may be HF, and base may be NH 4 OH.
요약하면, 여기에서 개시된 방법들 및 장치들은 반도체 기판 또는 웨이퍼와 같은 타깃 기판을 위한 세정 용액, 세정 방법 및 장치를 제공한다. 그리하여, 본 개시 내용의 실시형태들은 종래 선행 기술의 방법들에 비해 장점을 제공할 수 있다. 예시적인 장점들은 비용 및/또는 반도체 장치 제조 프로세스에서의 화학물들의 사용에 대한 환경적 영향의 감소를 포함한다. 예를 들어, 전통적인 세정은 세정 화학물의 요소로써, 입자 제거, 금속 이온 제거 및/또는 표면 산화를 위한 산화물로써 H2O2를 자주 사용한다. H2O2의 사용은 프로세서에서 반응하지 않는(un-reacted) 낭비되는 화학물을 야기시키고; 환경적 그리고 금전적 비용을 만들어 낸다. 실시형태에서, 본 개시 내용의 세정 용액은 H2O2의 생략을 가능케 한다. 여기에서 개시되는 상이한 실시형태들은 상이한 개시 내용을 제공하고, 그들은 본 개시 내용의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고 여기에서 다양한 변화, 치환 및 변경을 가할 수 있다고 이해된다.In summary, the methods and apparatuses disclosed herein provide a cleaning solution, a cleaning method, and an apparatus for a target substrate, such as a semiconductor substrate or a wafer. Thus, embodiments of the present disclosure may provide advantages over prior art methods. Exemplary advantages include cost and / or a reduction in the environmental impact on the use of chemicals in the semiconductor device manufacturing process. For example, conventional cleaning is a component of cleaning chemistry and frequently uses H 2 O 2 as an oxide for particle removal, metal ion removal and / or surface oxidation. The use of H 2 O 2 causes unreacted wasted chemicals in the processor; Environmental and monetary costs. In an embodiment, the cleaning solution of the present disclosure allows the omission of H 2 O 2 . It is to be understood that the different embodiments disclosed herein provide different disclosures and that they may be subjected to various changes, substitutions and alterations herein without departing from the spirit and scope of the disclosure.
본 개시 내용의 양태들은 다음의 상세한 설명으로부터 수반되는 도면과 함께 읽을 때에 가장 잘 이해될 것이다. 산업에서 표준적인 관례에 따라, 다양한 피처(feature)들은 축척에 따라 도시된 것이 아님이 강조된다. 사실은, 다양한 피처들의 차원은 논의의 명료함을 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 하나 이상의 양태에 따른 반도체 기판의 세정 방법의 실시형태를 도시하는 플로우 차트이다.
도 2는 도 1의 방법에 따른 반도체 기판의 세정 방법의 실시형태를 도시하는 플로우 차트이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 양태에 따른 세정 용액을 제공하는 장치의 실시형태의 모식도이다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 양태에 따른 타깃 반도체 기판에 세정 용액을 제공하는 장치의 실시형태의 사시도이다.
도 5는 본 개시내용의 다른 양태에 따른 반도체 기판의 세정 방법의 실시형태를 도시하는 플로우 차트이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The aspects of the present disclosure will be best understood when read in conjunction with the drawings, which accompany the following detailed description. It is emphasized that according to standard practice in the industry, various features are not drawn to scale. In fact, the dimensions of the various features may be arbitrarily increased or decreased for clarity of discussion.
1 is a flow chart showing an embodiment of a cleaning method of a semiconductor substrate according to one or more aspects of the present disclosure.
2 is a flowchart showing an embodiment of a cleaning method of a semiconductor substrate according to the method of Fig.
3 is a schematic diagram of an embodiment of an apparatus for providing a cleaning solution according to one or more aspects of the present disclosure;
4 is a perspective view of an embodiment of an apparatus for providing a cleaning solution to a target semiconductor substrate according to one or more aspects of the present disclosure;
5 is a flowchart showing an embodiment of a cleaning method of a semiconductor substrate according to another aspect of the present disclosure.
다음의 개시 내용은 본 발명의 상이한 피처들을 구현하기 위한 많은 상이한 실시형태들 또는 실시예들을 제공하는 것으로 이해된다. 소자들 및 배치들의 구체적인 실시예는 본 개시내용을 단순화 하기 위해 아래에서 설명된다. 이들은 물론 예시들이며, 한정하기 위해 의도되지 않는다. 더 나아가, 상세한 설명에서 이어지는 제2 피처(feature) 상에 또는 위에 제1 피처를 형성하는 것은 제1 및 제2 피처들이 직접적으로 접촉하도록 형성되는 실시형태들을 포함할 수 있고, 또한 추가적인 피처들이 제1 및 제2 피처들을 인터포즈(interpose)하도록 형성되는 실시형태들도 포함할 수 있으며, 그리하여 제1 및 제2 피처들은 직접적으로 접촉하지 않을 수도 있다. 다양한 피처들은 간결함 및 명료함을 위해 상이한 척도에서 임의로 도시될 수 있다.It is understood that the following disclosure provides many different embodiments or embodiments for implementing the different features of the present invention. Specific embodiments of elements and arrangements are described below to simplify the present disclosure. These are, of course, examples and are not intended to be limiting. Furthermore, forming a first feature on or subsequent to a second feature in the detailed description may include embodiments in which the first and second features are configured to directly contact, 1 and the second features so that the first and second features may not be in direct contact. The various features may optionally be shown on different scales for brevity and clarity.
도 1은 기판을 세정하는 방법(100)을 도시한다. 방법(100) 전에, 동안, 및/또는 후에 추가적인 단계들이 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 방법(100)은 반도체 기판이 제공되는 블록(102)에서 개시된다.Figure 1 shows a
실시형태에서 기판은 웨이퍼이다. 기판은 예를 들어, 집적 회로들, 발광 다이오드들(light emitting diode; LED), TFT-LCD, 메모리 셀들 및/또는 논리 회로들과 같은, 장치들 또는 그 위에서 형성되는 그들의 부분들을 갖을 수 있다. 기판은 저항, 커패시터, 인듀서(inducer), 퓨즈(fuse)와 같은 수동 소자, 및/또는 p-채널 전계 효과 트랜지스터(p-channel field effect transistor; PFET), n-채널 전계 효과 트랜지스터(n-channel field effect transistor; NFET), 상보적 금속 산화 반도체 트랜지스터(complementary metal-oxide semiconductor transistor; CMOS), 고전압 트랜지스터, 고주파 트랜지스터, 및 또는 다른 적절한 소자 또는 그들의 부분들과 같은 수동소자들을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 소자가 (예를 들어, 프로세스에서) 부분적으로 제조될 수 있다.In an embodiment, the substrate is a wafer. The substrate may have devices or portions thereof formed thereon, such as, for example, integrated circuits, light emitting diodes (LEDs), TFT-LCDs, memory cells and / or logic circuits. The substrate may be a passive device such as a resistor, a capacitor, an inducer, a fuse, and / or a p-channel field effect transistor (PFET) channel field effect transistors (NFETs), complementary metal-oxide semiconductor transistors (CMOS), high-voltage transistors, high-frequency transistors, and / or other suitable components or portions thereof . One or more elements may be partially fabricated (e.g., in a process).
기판은 결정질 실리콘 및/또는 게르마늄을 포함하는 원소 반도체; 탄화 규소, 비화 갈륨, 갈륨 인, 인화 인듐, 비화 인듐, 인티모니화 인듐을 포함하는 혼합물 반도체; SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, 및/또는 GaInAsP를 포함하는 혼정 반도체; 또는 그들의 결합을 포함한다. 기판은 스트레인(strain)되거나 절연 기판상의 반도체(semiconductor on insulator; SOI)이거나, 에피텍셜층을 갖거나, 및/또는 성능을 향상시키는 다른 피처들을 갖을 수 있다. 다른 실시형태들에서, 방법(100)은 박막-트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD) 장치들 또는 용융 쿼츠(fused quartz) 또는 포토마스크를 위한 플루오르화 칼슘(calcium fluoride)(마스크)과 같은 비반도체 물질을 포함하는 기판을 세정하기 위해 수행될 수 있다.The substrate may be an elemental semiconductor including crystalline silicon and / or germanium; A mixture semiconductor comprising silicon carbide, gallium arsenide, gallium phosphorus, indium phosphide, indium phosphide, and indium phosphide indium; A mixed crystal semiconductor including SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, and / or GaInAsP; Or combinations thereof. The substrate may be strained or a semiconductor on insulator (SOI), an epitaxial layer, and / or other features that improve performance. In other embodiments, the
기판은 기판 상에 하나 이상의 피처들을 형성하는 하나 이상의 물질층을 포함할 수 있다. 피처들을 형성하는 예시적인 물질들은 하이-K 유전체 층들, 게이트층들, 하드 마스크층들, 인터페이셜(interfacial)층들, 캐핑(capping)층들, 확산/장벽층들, 유전체층들, 전도성층들, 다른 적절한 층들, 및/또는 그들의 결합을 포함한다. 실시형태에서, 방법(100)은 (예를 들어, 세정될 타킷 표면 같은) 표면 상에 형성되는 게이트 피처를 갖는 기판 상에서 수행된다. 다른 예시적인 피처들은, 한정되지 않고, (예를 들어, 전도성 라인들 및 비아와 같은) 상호접속 피처들, 접촉 피처들, 소스/드레인 피처들, 전도성판 피처들, 도핑된 영역들, 격리 피처들, LED 소자들 및 그들의 부분들, 트렌치 피처들, 더미 피처들 등을 포함한다. 실시형태에서, 아래에서 논의되는 것처럼, 핀 구조들, 통상적인 핀-형태 전계 효과 트랜지스터(fin-type field effect transistor; finFET)가 기판에 놓여진다.The substrate may include one or more layers of material that form one or more features on the substrate. Exemplary materials for forming the features include high-K dielectric layers, gate layers, hardmask layers, interfacial layers, capping layers, diffusion / barrier layers, dielectric layers, Suitable layers, and / or combinations thereof. In an embodiment, the
방법(100)은 세정 용액이 제공되는 블록(104)으로 진행된다. 여기에서 언급되는 용어 "용액"은 어떤 요소들로 된 순수 혼합물을 필요로 하는 것이 아니고, 단순히 하나 이상의 혼합된 화학 요소들을 제공하거나 갖는 액체 및/또는 기체를 필요로 하는 것이다. 제공되는 세정 용액은 오존(ozone)을 포함한다. 세정 용액은 초순수(de-ionized water; DIW)를 더 포함한다. 세정 용액은 산 또는 염기 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 실시형태에서, 세정 용액은 오존, DIW, 및 산 또는 염기를 포함한다. 세정 용액에 포함될 수 있는 예시적인 산들은 염산(HCL) 및 불산(HF)을 포함한다. 세정 용액에 포함될 수 있는 예시적인 염기들은 수산화 암모늄(NH4OH)를 포함한다. 실시형태에서, 세정 용액은 오존, DIW, 산 또는 염기 중 어느 하나 만을 포함한다. 예를 들어, 용액은 과산화수소(H2O2)를 포함하지 않는다. 따라서, 세정 용액의 예시적인 조성은 O3 및 HF를 포함한다. 다른 하나의 예시적인 세정 용액의 조성은 O3 및 NH4OH를 포함한다. 또 다른 하나의 예시적인 세정 용액의 조성은 O3 및 HCL을 포함한다. 이러한 예시적인 조성들 중 하나 이상은 DIW를 더 포함할 수 있다.The
실시형태에서, 세정 용액은 적어도 산 1과 오존 1의 비율을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 세정 용액은 산 1, 오존 1과 DIW 약 40 이상의 비율를 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 세정 용액은 산 1, 오존 1, 및 DIW 약 50 비율을 포함한다. 실시형태에서 세정 용액은 적어도 염기 1 및 오존 약 8비율을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 세정용액은 염기 1, 오존 약 8 및 DIW 약 60 비율을 포함한다.In an embodiment, the cleaning solution comprises at least a ratio of acid 1 to ozone 1. In a further embodiment, the cleaning solution comprises a ratio of acid 1, ozone 1 and DIW about 40 or more. In a further embodiment, the cleaning solution comprises acid 1, ozone 1, and about 50 percent DIW. In an embodiment, the cleaning solution comprises at least a base 1 and an ozone about 8 ratio. In a further embodiment, the cleaning solution comprises base 1, about 8 ozone, and about 60% DIW.
방법(100)은 그리고 나서 기판의 표면 상에 세정 용액이 제공되는 블록(106)으로 진행된다. 세정 용액은 타깃 기판의 표면 상에 분사될 수 있다. 세정 용액은 단일-웨이퍼 분사 도구를 사용하여 반도체 기판 상에 분사될 수 있다.The
실시형태에서, 반도체 웨이퍼의 표면에 세정 용액이 입사되기 전 및/또는 동안 타깃 기판이 가열될 수 있다. 실시형태에서, 기판은 약 섭씨 30도 내지 약 섭씨 60도 사이까지 가열될 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 기판은 약 섭씨 40도 까지 가열된다. 기판을 가열하는 것은 DIW, 산 또는 염기에서와 같이 오존의 용해도를 증가시키고; 세정 효율을 향상시키며; 잃어버리는 오존의 양을 감소시키고; (예를 들어, NH4OH와 같은) 불순물의 제거 속도를 증가시키며; 및/또는 지금 알려지거나 추후 이해될 다른 이점들을 제공할 수 있다.In an embodiment, the target substrate may be heated before and / or during the cleaning solution enters the surface of the semiconductor wafer. In an embodiment, the substrate may be heated to between about 30 degrees Celsius and about 60 degrees Celsius. In a further embodiment, the substrate is heated to about 40 degrees Celsius. Heating the substrate increases the solubility of ozone as in DIW, acid or base; Improve cleaning efficiency; Reduce the amount of ozone that is lost; Increasing the rate of removal of impurities (such as, for example, NH 4 OH); And / or other advantages that are now known or will be understood in the future.
다음의 프로세스 파라미터들은 예시를 위해 제공되는 것이며 한정하려는 의도가 아니다. 실시형태에서, 화학 용액 분사는 약 20초에서 약 80초동안 기판에 입사될 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 화학 용액 분사는 예를 들어, 약 30초에서 약 55초동안 기판에 입사될 수 있다. 기판은 그것의 표면에 화학 용액이 제공되면서 회전할 수 있다. 실시형태에서, 기판은 예를 들어, 약 800 rpm으로 회전할 수 있다.The following process parameters are provided for illustration and are not intended to be limiting. In an embodiment, the chemical solution injection can be applied to the substrate for about 20 seconds to about 80 seconds. In a further embodiment, chemical solution injection may be applied to the substrate, for example, for about 30 seconds to about 55 seconds. The substrate may be rotated while a chemical solution is provided on its surface. In an embodiment, the substrate may be rotated at, for example, about 800 rpm.
세정 용액을 도입한 후, 블록(106)은 DIW 행굼(rinse) 프로세스를 제공하기 위해 계속된다. 헹굼 프로세스는 예를 들어, 약 1분 내지 약 2분 사이 일 수 있다. 블록(106)은 스핀-건조 프로세스와 같은 건조 프로세스를 포함하도록 계속될 수 있다. 대안적으로, 블록(106)은 아래에서 설명되는 것처럼 (예를 들어, 산/오존, 염기/오존과 같이) 상이한 조성비를 갖는 세정 용액과 위에서 논의된 것 처럼 타깃 기판에 제공되는 세정 용액을 같는 복수의 프로세스들을 포함할 수 있다.After introducing the cleaning solution, block 106 continues to provide a DIW rinse process. The rinsing process may be, for example, between about 1 minute and about 2 minutes.
반도체 제조 프로세스 동안, 블록(106)의 세정 용액에 의해 수행되는 세정은 블록(104)으로 회귀하는 점선에 의해 도시되는 것처럼 여러번 반복될 수 있다. 실시형태에서, 블록(106)의 세정 프로세스는 상이한 화학 용액들을 사용하여 (예를 들어, 인터포징 프로세스가 없는) 연속적인 프로세스들로 반복될 수 있다. 예를 들어, 블록(106)은 염기(예를 들어, NH4OH) 및 오존으로 먼저 수행될 수 있고, 산(예를 들어, HCL)으로부터 깨끗한 화학 용액으로 오존과 함께 이어질 수 있다. 다른 실시예로서, 블록(106)은 처음 산(예를 들어, HCL) 및 오존과 함께 수행될 수 있고, (예를 들어, NH4OH와 같은) 염기로부터 깨끗한 화학 용액으로 오존과 함께 이어질 수 있다. 실시형태에서, 프로세스들은 선택적인 블록(108)에 의해 도시되는 것처럼 세정 프로세스들을 인터포즈할 수 있는데, (예를 들어, 린스 프로세스(들), 건조 프로세스(들), 및 도 4와 관련하여 아래에서 설명되는 기판(404)의 표면과 같은 기판의 표면 상에 하나 이상의 피처들을 형성하는 추가적인 프로세스들이 있다). 다른 실시형태에서, 세정 프로세스들은 인터포징 프로세스들 없이 연속적으로 수행될 수 있고, 그에 의해 블록(108)이 생략된다.During the semiconductor fabrication process, the cleaning performed by the cleaning solution in
반도체 기판의 표면에 입사하는 세정 용액은 반도체 기판으로부터 원치 않는 물질을 식각/제거하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서 세정 용액은 타깃 기판 상에 SiO2와 같은 산화물의 일부분을 제거할 수 있는 HF를 포함한다. 반도체 기판의 표면에 입사하는 세정 용액은 반도체 기판으로부터 금속 입자들을 세정하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서 세정 용액은 (예를 들어, 원치 않는 금속 이온들과 같은) 금속들을 제거 및/또는 세정하기 위해 오존을 갖는 HCL을 포함한다. 반도체 기판에 입사하는 세정 용액은 반도체 기판으로부터 원치않는 입자들을 제거하는 것을 가능케 할 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서 세정 용액은 입자들을 제거하기 위해 오존과 함께 NH4OH를 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, 오존은 세정 프로세스(들)에서 유용한 기판 표면 산화제(oxidant)로서 역할을 한다.The cleaning solution incident on the surface of the semiconductor substrate may be provided to etch / remove unwanted material from the semiconductor substrate. For example, in an embodiment, the cleaning solution comprises HF capable of removing a portion of the oxide, such as SiO 2 , on the target substrate. The cleaning solution incident on the surface of the semiconductor substrate can make it possible to clean the metal particles from the semiconductor substrate. For example, in embodiments, the cleaning solution includes HCL with ozone to remove and / or clean metals (e.g., unwanted metal ions). The cleaning solution incident on the semiconductor substrate may enable removal of unwanted particles from the semiconductor substrate. For example, in embodiments, the cleaning solution includes NH 4 OH with ozone to remove particles. In at least one embodiment, the ozone serves as a substrate surface oxidant useful in the cleaning process (s).
이제 도 2의 플로우 차트를 참조하면, 반도체 기판 또는 웨이퍼와 같은 타깃 기판을 세정하는 방법(200)이 도시된다. 방법(200)은 위에서 논의된 방법(100)의 실시형태일 수 있다. 그리하여, 방법(100)의 설명이 유사하게 방법(200)에 적용가능하다. 방법(200)은 타깃 기판에 세정 용액을 도입하는 장치를 동작하는 방법에 대해 추가적인 세부사항을 제공한다.Referring now to the flow chart of FIG. 2, a
방법(200)은 기판이 제공되는 블록(202)에서 개시된다. 기판은 도 1의 방법(100)의 블록(102)을 참조하여 위에서 논의된 기판과 실질적으로 유사할 수 있다. 기판은 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 지지 및/또는 위치시키도록 동작가능한(예를 들어, 척(chuck) 또는 베이스(base)와 같은) 스테이지 상에 위치한다. 실시형태에서, 스테이지는 기판을 회전시키도록 동작가능하다. 실시형태에서, 스테이지는 기판(또는 그것의 표면)을 가열하도록 동작가능하다. 도 4의 실시예를 참조하면, 세정 장치(400)가 도시되고, 이는 스테이지(402)를 포함한다. 스테이지(402)는 기판 - 웨이퍼(404)를 지지한다. 웨이퍼(404)는 표면 상에 형성되는 게이트 피처를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 피처들은, 한정되지 않고, (예를 들어, 전도성 라인들 및 비아(via)들과 같은) 상호접속(interconnect) 피처들, 접촉 피처들, 소스/드레인 피처들, 전도성 플레이트 피처들, 도핑된 영역들, 격리 피처들, LED 소자들 및 그들의 부분들, 트렌치 피처들, 더미 피처들 등을 포함한다.The
방법(200)은 그리고 나서 타깃 기판의 표면이 가열되는 블록(204)으로 진행한다. 스테이지는 타깃 기판의 가열을 제공할 수 있다. 가열은 세정을 위해 타깃(target)되는 타깃 기판의 표면의 온도를 증가시킬 수 있다.The
실시형태에서, 타깃 기판 표면은 그 표면에 세정 용액이 입사됨과 동시에 가열될 수 있다. 실시형태에서, 타깃 기판은 약 섭씨 30도에서 약 섭씨 60도 사이까지 가열된다. 추가적인 실시형태에서, 타깃 기판은 약 섭씨 40도 까지 가열된다. 입사(incident)하는 세정 용액을 갖는 기판 표면을 가열하는 것은 DIW, 산 또는 염기에서 처럼 오존의 용해도를 증가시키고; 세정 효율을 향상시키며; 잃어버리는 오존의 양을 감소시키고; (예를 들어, NH4OH와 같은) 불순물의 제거 속도를 증가시키며; 및/또는 지금 알려지거나 추후 이해될 다른 이점들을 제공할 수 있다. 실시형태에서, 블록(204)은 생략된다. 도 4의 실시예를 참조하면, 열 에너지(414)가 스테이지(402)에 의해 웨이퍼(404)로 제공되는 것으로 도시된다.In an embodiment, the target substrate surface can be heated simultaneously with the cleaning solution entering the surface thereof. In an embodiment, the target substrate is heated to between about 30 degrees Celsius and about 60 degrees Celsius. In a further embodiment, the target substrate is heated to about 40 degrees Celsius. Heating the substrate surface with an incident cleaning solution increases the solubility of ozone as in DIW, acid or base; Improve cleaning efficiency; Reduce the amount of ozone that is lost; Increasing the rate of removal of impurities (such as, for example, NH 4 OH); And / or other advantages that are now known or will be understood in the future. In an embodiment, block 204 is omitted. With reference to the embodiment of FIG. 4,
방법(200)은 그리고 나서 산, 염기, 및/또는 DIW를 포함하는 제1 유체가 제공되는 블록(206)으로 진행한다. 이를 테면, (예를 들어, 액체 또는 기체와 같은)제1 유체는 DIW와 함께 혼합된 산 또는 염기 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 유체에 포함될 수 있는 예시적인 산들은 염산(HCL) 및 불산(HF)을 포함한다. 제1 유체에 포함될 수 있는 예시적인 염기들은 수산화 암모니움(NH4OH)을 포함한다. 실시형태에서, 제1 유체는 과산화수소(H2O2)를 포함하지 않는다. 따라서, 제1 유체의 예시적인 조성은 HF 및 DIW이다. 제1 유체의 또 다른 예시적인 조성은 DIW 및 NH4OH이다. 또한, 제1 유체의 다른 하나의 예시적인 조성은 DIW 및 HCL을 포함한다.The
제1 유체는 레저버(reservoir)에 저장될 수 있고, 펌프, 밸브 등을 갖는 배관(tubing) 또는 파이프들과 같은 장치들을 사용하여 세정 장치에 제공될 수 있다. 도 3은 제1 레저버(302)를 갖는 유체 전달 시스템(300)의 예시적인 실시형태를 제공한다. 실시형태에서, 제1 레저버는 DIW 및 산 또는 염기를 포함한다. 실시형태에서, 제1 레저버(302)는 HF 및 DIW; DIW 및 HCL; 또는 DIW 및 NH4OH를 저장한다. 제1 레저버의 유체는 펌프(306)에 의해 레저버로부터 제거될 수 있다. 제1 레저버로부터 방출되는 유체의 유속은 밸브(308)에 의해 제어될 수 있다. 도 3에서, 제1 유체(312)가 도시된다. 제1 유체(312)는 도시된 구성들 사이에서 흐르는 유체를 운반하기 위한 튜브, 파이프 또는 다른 장치들과 같은 장치에서 저장될 수 있다.The first fluid may be stored in a reservoir and provided to the cleaning apparatus using devices such as tubing or pipes with pumps, valves, and the like. FIG. 3 provides an exemplary embodiment of a
도 4는 제1 유체(312)와 같은 유체를 제공하도록 동작가능한 장치(408)를 포함하는 세정 장치(400)를 도시한다. 실시형태에서, 장치(408)는 도 3에서 설명된 것처럼 레저버, 펌프들, 및/또는 밸브들에 동작가능하게 결합되거나 및/또는 포함한다. 실시형태에서, 장치(408)는 흐르는 유체를 운반하도록 동작가능한 튜브, 파이프, 또는 다른 장치들이다. 따라서, 실시형태에서, 제1 장치(408)는 화학 세정 장치(400)에서의 HF 및 DIW; DIW 및 HCL; 또는 DIW 및 NH4OH를 저장 및/또는 운반한다.FIG. 4 illustrates a
방법(200)은 그리고 나서 오존과 DIW를 포함하는 제2 유체가 제공되는 블록(208)으로 진행된다. 오존은 (예를 들어, 액체 DIW와 같은) DIW에 용해된다. 제2 유체는 상온보다 낮은 온도에서 제공될 수 있다. 이를테면, 실시형태에서, (예를 들어, 오존 같은) 제2 유체는 약 섭씨 15도에서 약 섭씨 20도 사이로 제공된다. DIW에서 오존의 용해는 (예를 들어, 낮은 온도는 오존의 더욱 큰 용해도를 가능케 하고, 산성 조건은 오존의 더 큰 용해도를 가능케 하는것과 같이) 유체의 온도 및/또는 pH 값에 기초한다. 따라서, 물과 오존의 혼합물의 pH 및 온도는 적절한 오존 용해도를 제공하기 위해 제어될 수 있다. 실시형태에서, DIW에는 약 5 내지 25 ppm 사이의 오존이 있다.The
제2 유체는 레저버(reservoir)에 보관될 수 있고, 펌프, 밸브 등을 갖는 배관 또는 파이프들과 같은 장치를 사용하여 세정 장치에 제공될 수 있다. 도 3은 제2 레저버(304)를 갖는 유체 전달 시스템(300)의 예시적인 실시형태를 제공한다. 실시형태에서, 제2 레저버는 DIW 및 오존을 포함한다. 제2 레저버(304)는 위에서 설명된 것처럼 상온보다 낮은 온도에서 제2 유체를 제공하도록 동작가능할 수 있다. 제2 레저버의 유체는 펌프(306)에 의해 레저버로부터 제거될 수 있다. 제2 레저버의 유체의 유속은 밸브(308)에 의해 제어될 수 있다. (예를 들어, 오존 및 DIW와 같은) 제2 유체(314)는 레저버(304)로부터 운반되는 것으로 도시된다. 제2 유체(314)는 흐르는 유체를 운반하기 위한 튜브, 파이프 또는 다른 장치들과 같은 장치에서 저장될 수 있다.The second fluid can be stored in a reservoir and can be provided to the cleaning apparatus using a device such as pipes or pipes with pumps, valves, and the like. FIG. 3 provides an exemplary embodiment of a
도 4는 위에서 설명된 것처럼, 제2 유체(314)와 같은 유체를 제공하도록 동작가능한 장치(410)를 포함하는 화학 세정 장치(400)를 도시한다. 실시형태에서, 장치(410)는 도 3에서 설명되는 것과 같은 레저버, 펌프들, 및/또는 밸브들을 포함하거나 동작가능하게 결합된다. 실시형태에서, 장치(410)는 흐르는 유체를 운반하도록 동작가능한 튜브, 파이프, 또는 다른 장치를 포함한다. 실시형태에서, 제2 장치(410)는 제2 유체를 블록(208)과 관련하여 설명한 것처럼 운반하고 제공한다. 따라서, 실시형태에서 제2 장치(410)는 세정 장치(400)에서 DIW 및 오존을 저장 및/또는 운반한다. 제2 장치(410)는 (예를 들어, 상온보다 낮은) 감소된 온도에서 유체를 제공하도록 동작가능할 수 있다.FIG. 4 illustrates a
방법(200)은 그리고 나서 제1 및 제2 유체들이 세정 용액을 제공하도록 혼합되는 블록(210)으로 진행된다. 실시형태에서, 제1 및 제2 유체들은 혼합 체임버(chamber)에서 혼합된다. 실시형태에서, 제1 및 제2 유체들은 그들이 분산(disperse)된 후이나, 그들이 타깃 기판에 입사되기 전에 혼합된다. 실시형태에서, 제1 및 제2 유체는 짧은 혼합 루프 또는 싸이클에서 혼합되어서, 혼합된 유체가 결합 후 "앉아 있지(sit)" 않고, 블록(212)와 관련하여 아래에서 설명되는 것처럼 타깃 기판에 즉시 제공된다. 짧은 혼합 루프는 예를 들어, HN4OH의 분해와 같이, 산/염기에서의 오존 분해의 예방 및/또는 감소와 같은 이점을 제공할 수 있다.The
도 3은 혼합 체임버(310)의 실시형태를 도시한다. 실시형태에서, 혼합 체임버(310)는 제1 유체(312) 및 제2 유체(314)를 운반하는 장치에 결합된 파이프 또는 배관이다. 실시형태에서, 제1 유체(311)는 제1 튜브/파이프에서 제공되고, 제2 유체(314)는 제2 튜브/파이프에서 제공되며; 이들 튜브들/파이프들은 체임버(310)으로 도시되는 단일의 튜브/파이프를 형성하도록 합쳐진다. 실시형태에서, 유체는 (예를 들어, 체임버 내에서 유체는 정지되어 있지 않고) 주어진 유속에서 혼합 체임버(310)를 통해 흐른다. 세정 용액(316), 제1 유체(312) 및 제2 유체(314)의 혼합물은 혼합 체임버(310)로부터 방출된다. 세정 용액(316)은 도 1의 방법(100)의 블록(104)와 관련하여 위에서 설명된 세정 용액과 실질적으로 유사할 수 있다.FIG. 3 shows an embodiment of a mixing
도 4는 혼합 체임버(406)의 실시형태를 도시한다. 실시형태에서, 혼합 체임버(406)는 장치(408) 및 장치(410)에 결합된 파이프 또는 배관이다. 실시형태에서, 제1 장치(408)는 제1 튜브/파이프이고 제2 장치(410)는 제2 튜프/파이프이며; 이들 튜브들/파이프들은 체임버(406)로 도시되는 단일의 튜브/파이프를 형성하도록 합쳐진다. 실시형태에서, 유체는 (예를 들어, 체임버 내에서 유체는 정지되어 있지 않고) 주어진 유속에서 혼합 체임버(406)를 통해 흐르고, 분사 노즐(nozzle)을 통해 혼합 체임버(406)로부터 방출된다. 분사된 세정 용액(412)은 제1 장치(408) 및 제2 장치(410)의 유체의 혼합물이다. 세정 용액(412)은 도 1의 방법(100)의 블록(104)와 관련하여 위에서 설명된 세정 용액과 실질적으로 유사할 수 있다.FIG. 4 shows an embodiment of a mixing
블록(206)과 블록(208)의 제1 및 제2 유체들은 세정 용액을 생산하기 위해 미리 정해진 비율로 혼합될 수 있다. 실시형태에서, 세정 용액은 적어도 산 1과 오존 1비율을 포함한다. 실시형태에서, 세정 용액은 산 1, 오존 1 및 DIW 40 이상의 비율을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 세정 용액은 산 1, 오존 1 및 약 DIW 50 비율을 포함한다. 실시형태에서, 세정 용액은 적어도 염기 1과 약 오존 8비율을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 세정 용액은 염기 1, 오존 8 및 약 DIW 60비율을 포함한다. 도 3의 밸브(308)와 같은 밸브들은 혼합 체임버(310)로의 제1 유체(312) 및 제2 유체(314)의 양 및/또는 유속을 제어할 수 있고, 따라서, 세정 용액의 조성도 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 제1 유체(312) 및 제2 유체(314)의 혼합물인 세정 용액(316)이 혼합 체임버(310)로부터 방출되는 것을 도시한다. 제1 유체(312) 및 제2 유체(314)의 양은 밸브들(308)에 의해 제어될 수 있다.The first and second fluids of
방법(200)은 그리고 나서 세정 용액이 타깃 기판 상에 분사되는 블록(212)으로 진행된다. 세정 용액은 단일-웨이퍼 분사 도구를 사용하여 기판 상에 분사될 수 있다. 도 4의 실시예를 참조하면, 세정 용액(412)은 웨이퍼(404)에 입사한다. 임의의 수의 노즐들이 세정 용액(412)을 제공할 수 있다.The
다음의 프로세스 파라미터들은 예시를 위해 제공되며, 한정하려고 의도되지 않는다. 실시형태에서, 화학 용액 분사(412)는 예를 들어, 약 20초 내지 약 80초 사이의 시간 동안 타깃 기판(404)에 입사할 수 있다. 추가적인 실시형태에서, 화학 용액 분사(412)는 약 30초 내지 약 55초 동안 타깃 기판(404)에 입사할 수 있다. 타깃 기판(404)은 화학 용액이 그 표면에 제공되면서 회전할 수 있다. 실시형태에서, 기판(404)은 예를 들어, 분사 동안 약 800 rpm에서 회전할 수 있다.The following process parameters are provided for illustration and are not intended to be limiting. In an embodiment, the
방법(200)은 추가적인 세정 프로세스들, DIW 헹굼 프로세스들, 건조 프로세스들 등과 같은 다른 프로세스들로 진행될 수 있다. 실시형태에서, 방법(200)은 HF, DIW 및 오존으로 된 제1 세정 용액을 사용하는 제1 세정을 제공할 수 있고, NH4OH, DIW 및 오존으로 된 제2 세정 용액을 사용하는 제2 세정이 이어지며, HCL, DIW 및 오존으로 된 제3 세정 용액을 사용하는 제3 세정 프로세스로 이어진다. 그러나, 다른 실시형태들도 가능하며, 다른 순서들도 가능하며, 이들 모두 본 개시내용의 범위에 속한다. The
이제 도 5의 플로우 차트를 참조하면, 반도체 기판 또는 웨이퍼와 같은 타깃 기판을 세정하는 방법(500)이 도시된다. 실시형태에서, 방법(500)은 타깃 기판 상에 놓여지는 하나 이상의 핀 구조를 갖는 타깃 기판을 세정하는데 사용된다. 방법(500)은 타깃 기판 상에 형성된 핀 구조를 갖는 타깃 기판 상에서 수행되는 것으로 설명되지만, 방법은 달리 명시적으로 청구되지 않는 한 그렇게 한정되지 않음에 유의해야 한다. 예를 들어, 프로세스는 실리콘 습식 제거(wet removal), 금속 습식 제거 및/또는 다른 인식된 사용법들과 같은 다른 프로세스들에 또한 적용가능할 수 있다.Referring now to the flow chart of FIG. 5, a
방법(500)은 위에서 논의된 방법(100)의 하나 이상의 단계들을 포함하는 실시형태일 수 있다. 그리하여, 방법(100)의 설명이 비슷하게 방법(500)에 적용가능하다. 유사하게, 도 4 및 도 5의 구성들도 방법(500)에 또한 적용될 수 있다.The
방법(500)은 기판이 제공되는 블록(502)에서 개시된다. 기판은 도 1의 방법(100)의 블록(102)과 관련하여 위에서 논의된 기판과 실질적으로 유사할 수 있다. 실시형태에서, 기판은 반도체 기판으로부터 연장되는 복수의 핀 소자들로써 제공된다. 핀 소자들은 기판으로부터 연장되는 "핀"들을 형성하기 위해, 리소그라피(lithography) 및 에칭(etching)과 같은 적당한 프로세스들에 의해 형성될 수 있다. 핀 소자들을 형성하는 수많은 방법들이 기술분야에서 알려져 있고 여기에서 적용가능하다. 실시형태에서, 기판은 활성 영역(OD) 상에서 게이트가 이어 형성되는 활성 영역(OD)을 포함한다. 실시형태에서, 기판은 예를 들어, 게이트 유전체 및/또는 게이트 전극층을 포함하는 기판에 놓여진 게이트 피처를 포함한다. 실시형태에서, 기판은 금속 게이트 구조를 형성하는데 사용되는 게이트 제거 프로세스에서 통상적으로 발견되는 것과 같은 더미 게이트 피처의 제거에 의해 형성되는 트렌치와 같은 피처를 포함할 수 있다.
방법(500)은 그리고 나서 기판이 세정 도구에 제공되는 블록(504)으로 진행된다. 기판은 단일 웨이퍼 세정 도구에 제공될 수 있다. 실시형태에서, 단일 웨이퍼 세정 도구는 300mm 및 400mm 웨이퍼들 중 적어도 어느 하나를 지원하도록 동작가능할 수 있다. 도 4는 단일 웨이퍼 세정 도구의 일 실시형태를 도시한다.The
방법(500)은 그리고 나서 가열 프로세스가 수행되는 블록(506)으로 진행될 수 있다. 실시형태에서, 가열 프로세스는 블록(502)에서 제공되는 기판의 후면(backside)을 가열하는 것을 수반한다. 기판의 후면을 가열하는 것은 블록(510) 및/또는 블록(516)과 관련하여 아래에서 논의되는 입사하는 세정 용액의 프로세스 온도를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 블록(506)은 블록(510) 및/또는 블록(516)과 실질적으로 동시에 발생하거나 (또는 계속 발생한다).The
다시, 타깃 기판을 가열함에 의해 가열 프로세스가 제공된다. 추가적인 실시형태에서, 타깃 기판을 지지하도록 동작가능한 스테이지가 기판에 열을 제공하기 위해 가열된다. 가열은 기판의 후면에 직접 입사하고, 세정을 위해 타깃하는 타깃 기판의 (예를 들어, 배향되는 표면과 같은) 표면의 온도를 증가시킨다. 실시형태에서, 섭씨 약 25도에서 약 80도 사이에서 후면 가열이 구현될 수 있다. 기판의 가열은 섭씨 약 22도 내지 약 80도 사이에서 세정을 위한 프로세스 온도를 가능하게 한다(블록(510) 또는 블록(516) 참조).Again, a heating process is provided by heating the target substrate. In a further embodiment, a stage operable to support a target substrate is heated to provide heat to the substrate. Heating directly enters the backside of the substrate and increases the temperature of the target surface (e.g., the surface being oriented) of the target substrate for cleaning. In an embodiment, backside heating can be implemented between about 25 degrees Celsius and about 80 degrees Celsius. Heating of the substrate enables a process temperature for cleaning between about 22 degrees and about 80 degrees Celsius (see
실시형태에서, 가열 프로세스는 타깃 기판의 가열을 제공하기 위해 타깃 기판의 후면에 제공되는 뜨거운 DIW를 사용하여 기판을 가열함으로써 제공된다. 뜨거운 DIW는 블록(510) 및/또는 블록(516)의 세정 프로세스의 프로세스 온도를 제어하도록 동작가능할 수 있다.In an embodiment, the heating process is provided by heating the substrate using a hot DIW provided on the back side of the target substrate to provide heating of the target substrate. The hot DIW may be operable to control the process temperature of the cleaning process of
블록(504)의 가열 프로세스는 블록(508) 및/또는 블록(514)의 세정 용액에 의해 제공되는 물질들의 에칭 속도를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, (이를 테면, 실리콘, 금속과 같은) 물질의 에칭 속도는 프로세스 온도를 포함하는 요소들에 의해 제어될 수 있다. 실시형태에서, 물질 에칭 속도는 타깃 기판의 후면에 입사하는 DIW의 흐름 및/또는 온도에 의해 제어된다. 방법(500)의 다른 실시형태에서 가열 프로세스는 웨이퍼 (및/또는 아래에서 논의되는 세정 용액)을 위해 생략된다.The heating process of
방법(500)은 그리고 나서 제1 세정 용액이 제공되는 불록(508)으로 진행된다. 여기에서 사용되는 용어 "용액"은 화학물들의 혼합물의 순수성이 요구되지 않는다. 실시형태에서, 제1 세정 용액은 불산, 오존, 및 DIW를 포함한다. 다른 실시형태에서, 제1 세정 용액은 수산화 암모늄(NH4OH)(염기), 오존, 및 DIW를 포함한다.The
실시형태에서, 제1 세정 용액이 방법(200)과 도 3 및 도 4와 관련하여 위에서 논의된 것처럼 유사하게 제공된다. 예를 들어, 오존 및 DIW 용액이 타깃 기판에 입사하기 전에 (예를 들어, HF와 같은) 산과 혼합되어 준비될 수 있다. 다른 실시형태에서, 세정 용액은 타깃 기판에 입사하기 전에 어느 시점에서도 혼합될 수 있다. 다른 하나의 실시예로서, 오존 및 DIW의 용액은 타깃 기판에 입사하기 전 (예를 들어, NH4OH와 같은) 염기와 혼합되어 준비될 수 있다. 다른 실시형태들에서, 세정 용액은 타깃 기판에 입사하기 전 어느 시점에서도 혼합된다.In an embodiment, a first cleaning solution is similarly provided as discussed above with respect to
실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 1퍼센트 에서 약 500 ppm 사이의 HF 농도를 갖는다. 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 500 ppm 내지 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖는다. 추가적인 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 1퍼센트 내지 약 500 ppm 사이의 HF 농도를 갖고, 약 500 ppm 내지 약 1 ppm의 오존 농도를 갖으며, DIW의 잔존하는 농도를 갖는다. 실시형태에서, NH4F와 같은 버퍼 용액 및/또는 계면활성제(surfactant)가 제1 세정 용액에 추가될 수 있다. 따라서, 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 1퍼센트 내지 약 500 ppm 사이의 불산 농도를 갖고, 약 500 ppm 내지 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖고, DIW, 계면활성제, 및/또는 버퍼 조성들의 잔존하는 농도를 갖는다.In an embodiment, the first cleaning solution has an HF concentration between about 1 percent and about 500 ppm. In an embodiment, the first cleaning solution has an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm. In a further embodiment, the first cleaning solution has an HF concentration between about 1 percent and about 500 ppm, an ozone concentration from about 500 ppm to about 1 ppm, and a remaining concentration of DIW. In an embodiment, a buffer solution such as NH 4 F and / or a surfactant may be added to the first cleaning solution. Thus, in an embodiment, the first cleaning solution has a concentration of hydrofluoric acid between about 1 percent and about 500 ppm, an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm, and wherein the DIW, surfactant, and / And has a residual concentration.
다른 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 10퍼센트 내지 약 0.01퍼센트 농도 사이의 NH4OH 농도를 갖는다. 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 500 ppm 내지 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖는다. 따라서, 실시형태에서, 제1 세정 용액은 약 10퍼센트 내지 0.01퍼센트 사이의 NH4OH 농도를 갖고, 약 500 ppm 내지 약 1000 ppm 사이의 오존 농도를 갖으며, 잔존하는 용액은 DIW이다.In another embodiment, the first cleaning solution has an NH 4 OH concentration between about 10 percent and about 0.01 percent concentration. In an embodiment, the first cleaning solution has an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm. Thus, in an embodiment, the first cleaning solution has an NH 4 OH concentration between about 10 percent and 0.01 percent, an ozone concentration between about 500 ppm and about 1000 ppm, and the remaining solution is DIW.
방법(200)은 그리고 나서 제1 세정 프로세스가 수행되는 블록(510)으로 진행된다. 제1 세정 용액은 타깃 기판 상에 분사될 수 있다. 제1 세정 용액은 단일 웨이퍼 분사 도구를 사용하여 기판 상에 분사될 수 있다. 도 4의 실시예를 참조하면, 세정 용액(412)은 웨이퍼(404)에 입사한다. 임의의 수의 노즐들이 세정 용액을 제공할 수 있다. 위에서 논의된 것처럼, 세정 용액(412)은 [1] HF, 오존, DIW 용액(어떤 실시형태에서는 계면활성제 및/또는 버퍼를 포함한다) 또는 [2] NH4OH, 오존, DIW 용액 중 어느 하나일 수 있다.The
블록(506)과 관련하여 위에서 논의된 것처럼, 가열 프로세스가 수행되어서 블록(510)의 세정 프로세스 온도가 상온보다 높을 수 있다. 예를 들어, 세정의 프로세스 온도는 약 섭씨 22도 내지 80도 사이일 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 프로세스 온도는 타깃 기판의 후면을 가열함에 의해 제공될 수 있다.As discussed above with respect to block 506, a heating process may be performed to cause the cleaning process temperature of
블록(510)의 실시형태에서, 제1 세정 프로세스가 약 30초 내지 약 60초 사이에서 수행된다. 실시형태에서, 제1 세정 프로세스는 약 30초 동안 HF/O3/DIW를 포함하는 제1 세정 용액을 제공하는 것을 포함한다. 실시형태에서, 제1 세정 프로세스는 약 60초 동안 NH4OH/O3/DIW를 포함하는 제1 세정 용액을 제공하는 것을 포함한다. In an embodiment of
방법(500)은 제1 세정 프로세스 후에 DIW 헹굼이 수행되는 블록(512)으로 진행된다. 실시형태에서, DIW는 약 20초 내지 약 30초 사이에서 헹굼 동안에 웨이퍼에 입사한다. 다른 실시형태에서, 블록(512)은 생략된다.The
방법(500)은 그리고 나서 제2 세정 용액이 제공되는 블록(514)으로 진행된다. 여기에서 사용되는 용어인 용액은 화학물들의 혼합물의 어떤 순수성을 필요로 하지 않고 단지 그들의 혼합물임을 필요로 하는 것이다. 실시형태에서, 제2 세정 용액은 불산, 오존, 및 DIW를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 제2 세정 용액은 수산화암모늄(NH4OH), 오존 및 DIW일 수 있다. 제2 세정 용액은 블록(508)과 관련하여 위에서 설명한 것처럼 제1 세정 용액과는 상이할 수 있다.The
실시형태에서, 제2 세정 용액은 방법(200)과 도 3 및 도 4와 관련하여 위에서 논의된 것과 유사하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 오존 및 DIW 용액은 (예를 들어, HF와 같은) 산과 혼합되어서, 타깃 기판에 입사하기 전에 준비될 수 있다. 다른 실시형태에서, 세정 용액은 타깃 기판에 입사하기 전의 어떠한 시점에서도 혼합될 수 있다. 다른 실시예로써, 오존 및 DIW 용액이 타깃 기판에 입사하기 전에 (예를 들어, NH4OH와 같은) 염기와 혼합되어 준비될 수 있다. 다른 실시형태에서, 세정 용액은 타깃 기판에 입사하기 전 어떠한 시점에서도 혼합될 수 있다.In an embodiment, a second cleaning solution may be provided similar to that discussed above with respect to
위에서 논의된 것처럼, 제2 세정 용액은 산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서, 제2 세정 용액은 약 1 퍼센트에서 약 500 ppm 사이의 HF 농도를 갖는다. 실시형태에서 제2 세정 용액은 약 500 ppm 에서 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖는다. 따라서, 실시형태에서, 제2 세정 용액은 약 1퍼센트에서 약 500 ppm 사이의 HF 농도를 갖고, 약 500 ppm에서 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖으며, 잔존하는 DIW 농도를 갖는다. 실시형태에서, NH4F와 같은 버퍼 용액 및/또는 계면활성제가 제2 세정 용액에 추가될 수 있다. 따라서, 실시형태에서, 제2 세정 용액은 약 1 퍼센트에서 약 500 ppm 사이의 HF 농도를 갖고, 약 500 ppm 에서 약 1 ppm 사이의 오존 농도를 갖고, 잔존하는 DIW, 계면활성제, 및/또는 버퍼 조성의 농도를 갖는다.As discussed above, the second cleaning solution may comprise an acid. For example, in an embodiment, the second cleaning solution has an HF concentration between about 1 percent and about 500 ppm. In an embodiment, the second cleaning solution has an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm. Thus, in an embodiment, the second cleaning solution has an HF concentration between about 1 and about 500 ppm, an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm, and a remaining DIW concentration. In an embodiment, a buffer solution such as NH 4 F and / or a surfactant may be added to the second cleaning solution. Thus, in an embodiment, the second cleaning solution has an HF concentration between about 1 percent and about 500 ppm, an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm, and the remaining DIW, surfactant, and / or buffer Composition.
위에서 또한 논의된 것처럼, 제2 세정 용액은 염기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서, 제2 세정 용액은 중량의 약 10 퍼센트에서 약 0.01퍼센트 사이의 NH4OH 농도를 갖는다. 실시형태에서, 제2 세정 용액은 약 500 ppm에서 약 1ppm 사이의 오존 농도를 갖는다. 실시형태에서, 제2 세정 용액은 약 10퍼센트에서 0.01퍼센트 사이의 NH4OH 농도를 갖고, 약 500 ppm에서 약 1000 ppm 사이의 오존 농도를 갖으며, 잔존하는 DIW 농도를 갖는다.As discussed further above, the second cleaning solution may comprise a base. For example, in an embodiment, the second cleaning solution has an NH 4 OH concentration between about 10 percent and about 0.01 percent by weight. In an embodiment, the second cleaning solution has an ozone concentration between about 500 ppm and about 1 ppm. In an embodiment, the second cleaning solution has an NH 4 OH concentration between about 10 percent and 0.01 percent, an ozone concentration between about 500 ppm and about 1000 ppm, and a residual DIW concentration.
블록(514)에서 제2 세정 용액은 제1 세정 용액과 상이함을 유의해야 한다. 예를 들어, 제1 세정 용액은 HF와 같은 산을 포함할 수 있고, 제2 세정 용액은 NH4OH와 같은 염기를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 세정 용액은 NH4OH와 같은 염기를 포함할 수 있고, 제2 세정 용액은 HF와 같은 산을 포함할 수 있다.It should be noted that at
방법(500)은 그리고 나서 제2 세정 프로세스가 수행되는 블록(516)으로 진행된다. 제2 세정 용액은 타깃 기판 상에 분사된다. 제2 세정 용액은 단일 웨이퍼 분사 도구를 사용하여 기판에 분사된다. 실시형태에서, 제2 세정 프로세스는 블록(508)의 제1 세정 용액 및/또는 블록(512)의 헹굼 프로세스와 함께 인시츄(in-situ)로 수행된다. 도 4의 실시예를 참조하면, 세정 용액(412)은 웨이퍼(404)에 입사한다. 임의의 수의 노즐들이 세정 용액을 제공할 수 있다. 위에서 논의된 것처럼, 세정 용액(412)은 방법(500)의 제2 세정용액과 [1] HF, 오존, DIW 용액 (특정 실시형태에서는 계면활성제 및/또는 버퍼를 포함함) 또는 [2] NH4OH, 오존, DIW 용액 중 어느 하나일 수 있다. The
블록(506)과 관련하여 위에서 논의된 것처럼, 가열 프로세스가 수행되어서 블록(516)의 세정의 프로세스 온도가 상온보다 높을 수 있다. 예를 들어, 세정의 프로세스 온도는 섭씨 약 22도에서 약 80도 사이일 수 있다. 위에서 논의된 것처럼, 프로세스 온도는 타깃 기판의 후면을 가열함으로써 제공될 수 있다. 블록(516)의 프로세스 온도와 블록(510)의 프로세스 온도는 상이할 수 있다. 실시형태에서, 블록(516)과 블록(510) 각각의 프로세스 온도는 화학 조성, 바람직한 에칭 속도, 및/또는 다른 요소들에 기초하여 결정된다. 따라서, 블록(516)과 블록(510) 사이의 화학 조성이 상이함에 따라, 프로세스 온도를 다양하게 해주는 것이 바람직해 질 수 있다. As discussed above in connection with block 506, a heating process may be performed to cause the process temperature of the cleaning of
블록(516)의 실시형태에서, 제2 세정 프로세스는 약 30초에서 약 60초 사이에서 수행된다. 실시형태에서, 제2 세정 프로세스는 약 30초 동안 HF/O3/DIW를 포함하는 제2 세정 용액을 제공하는 것을 포함한다. 실시형태에서, 제2 세정 프로세스는 약 60초 동안 NH4OH/O3/DIW를 포함하는 제2 세정 용액을 제공하는 것을 포함한다.In an embodiment of
따라서, 실시형태에서, 방법(500)은 블록(508)에서 제공되는 HF/O3/DIW를 포함하는 제1 세정 용액과 블록(514)에서 제공되는 NH4OH/O3/DIW의 제2 세정 용액을 제공한다. 추가적인 실시형태에서, HF/O3/DIW는 약 30초 동안 블록(510)에서 제공되는 한편, NH4OH/O3/DIW는 약 60초 동안 블록(514)에서 제공된다.Thus, in an embodiment, the
방법(500)은 DIW 헹굼이 제1 세정 프로세스 후에 수행되는 블록(518)으로 진행될 수 있다. 실시형태에서, DIW는 약 20초에서 약 30초사이 동안 웨이퍼에 입사한다. 실시형태에서, 블록(518)의 DIW 헹굼은 약 30초이다. 추가적인 실시형태에서, 블록(512)의 DIW 헹굼은 약 20초이다. 실시형태에서, 블록(518)은 생략될 수 있다.The
방법(500)의 실시형태들에서, 방법은 제1 세정 프로세스가 다시 수행되는 블록(508)으로 돌아갈 수 있다. 예를 들어, 실시형태에서, 제1 세정 용액은 HF/O3/DIW를 포함하고, 제2 세정 용액은 NH4OH/O3/DIW를 포함하며, 방법(500)은 제1 세정 용액을 제공하는 프로세스를 제공하며, 제2 세정용액이 이어지고, 이는 반복된다. 추가적인 실시형태에서, 그것은 두 번 반복된다.In the embodiments of
방법(500)은 건조 프로세스들을 포함하는 해당 기술분야에서 알려진 다른 단계들로 진행할 수 있다. 실시형태에서, 방법(500)의 단계들에 이어서 제1 및 제2 세정 프로세스들이 수행된 표면 상에 피처(feature)가 형성된다. 세정된 표면 상에 이어서 형성되는 피처들의 예로는 치환 게이트 프로세스(replacement gate process)에서와 같은 게이트 구조 또는 게이트 구조의 금속층들을 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다.The
요약하면, 여기에서 개시된 방법들 및 장치들은 반도체 기판 또는 웨이퍼와 같은 타깃 기판을 위한 세정 용액, 세정 방법 및 장치를 제공한다. 그리하여, 본 개시 내용의 실시형태들은 종래 선행 기술의 방법들에 비해 장점을 제공할 수 있다. 예시적인 장점들은 비용 및/또는 반도체 장치 제조 프로세스에서의 화학물들의 사용에 대한 환경적 영향의 감소를 포함한다. 예를 들어, 전통적인 세정은 세정 화학물의 요소로써, 입자 제거, 금속 이온 제거 및/또는 표면 산화를 위한 산화물로써 H2O2를 자주 사용한다. H2O2의 사용은 프로세서에서 반응하지 않는(un-reacted) 낭비되는 화학물을 야기시키고; 환경적 그리고 금전적 비용을 만들어 낸다. 실시형태에서, 본 개시 내용의 세정 용액은 H2O2의 생략을 가능케 한다. 여기에서 개시되는 상이한 실시형태들은 상이한 개시 내용을 제공하고, 그들은 본 개시 내용의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고 여기에서 다양한 변화, 치환 및 변경을 가할 수 있다고 이해된다.In summary, the methods and apparatuses disclosed herein provide a cleaning solution, a cleaning method, and an apparatus for a target substrate, such as a semiconductor substrate or a wafer. Thus, embodiments of the present disclosure may provide advantages over prior art methods. Exemplary advantages include cost and / or a reduction in the environmental impact on the use of chemicals in the semiconductor device manufacturing process. For example, conventional cleaning is a component of cleaning chemistry and frequently uses H 2 O 2 as an oxide for particle removal, metal ion removal and / or surface oxidation. The use of H 2 O 2 causes unreacted wasted chemicals in the processor; Environmental and monetary costs. In an embodiment, the cleaning solution of the present disclosure allows the omission of H 2 O 2 . It is to be understood that the different embodiments disclosed herein provide different disclosures and that they may be subjected to various changes, substitutions and alterations herein without departing from the spirit and scope of the disclosure.
따라서, 본 개시 내용은 많은 예시적인 실시형태들을 제공한다. 실시형태에서, 방법은 반도체 기판을 제공하는 것으로 설명된다. 방법은 오존 및 산과 염기 중 적어도 어느 하나의 혼합물을 갖고 반도체 기판을 세정하는 것을 포함하도록 계속된다.Accordingly, the present disclosure provides many exemplary embodiments. In an embodiment, the method is described as providing a semiconductor substrate. The method continues to include cleaning the semiconductor substrate with a mixture of ozone and at least one of an acid and a base.
추가적인 실시형태에서, 오존은 물에 용해되고, 약 20도 이하에서 제공된다. 세정은 오존 및 산과 염기 중 적어도 어느 하나가 반도체 기판에 입사하는 동안 반도체 기판을 가열하는 것을 더 포함한다. 실시형태에서, 방법은 새정 후에 초순수로 반도체 기판을 헹구는 단계를 포함하도록 계속될 수 있다.In a further embodiment, the ozone is dissolved in water and is provided at about 20 degrees or less. The cleaning further includes heating the semiconductor substrate while the at least one of the ozone and the acid and the base is incident on the semiconductor substrate. In an embodiment, the method may continue to include rinsing the semiconductor substrate with ultra pure water after emergencing.
추가적인 실시형태에서, 오존과 산 및 염기 중 적어도 어느 하나의 혼합물은 염기(NH4OH)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 혼합물은 산(HCL)을 포함한다. 또한 다른 하나의 실시형태에서, 혼합물은 산(HF)을 포함한다. 실시형태에서, 오존 및 산과 염기중 적어도 어느 하나로 된 혼합물은 적어도 산 및 염기 1의 비율마다 적어도 오존 1의 비율을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, 오존 및 산과 염기 중 적어도 어느 하나의 혼합물은 적어도 산 및 염기 1의 비율마다 적어도 초순수 40의 비율을 더 포함한다.In a further embodiment, at least any one of a mixture of ozone and acid and base comprises a base (NH 4 OH). In another embodiment, the mixture comprises an acid (HCL). In yet another embodiment, the mixture comprises an acid (HF). In an embodiment, the mixture of ozone and at least one of an acid and a base comprises at least a ratio of ozone 1 per a ratio of at least acid and base 1. In a further embodiment, the mixture of ozone and at least one of the acid and base further comprises at least a ratio of at least ultrapure water 40 per acid / base 1 ratio.
본 개시내용의 실시형태의 더 일반적인 형태들 중 다른 하나에 있어서, 반도체 기판을 세정하는 방법이 제공된다. 방법은 유체를 저장하도록 동작가능한 제1 장치를 제공하는 것을 포함한다. 오존 및 물의 제1 혼합물은 제1 장치에 전달된다. 유체를 저장하도록 동작가능한 제2 장치가 또한 제공된다. 물과 산 및 염기 중 적어도 어느 하나의 혼합물이 제2 장치로 전달된다. 제1 혼합물은 제1 장치로부터 방출되고 제2 혼합물은 제2 장치로부터 방출된다. 방출된 제1 및 제2 혼합물들은 세정 용액을 형성한다. 세정 용액은 반도체 기판의 표면 상에 제공된다.In another of the more general aspects of an embodiment of the present disclosure, a method of cleaning a semiconductor substrate is provided. The method includes providing a first device operable to store fluid. The first mixture of ozone and water is delivered to the first device. A second device operable to store fluid is also provided. A mixture of water and at least one of an acid and a base is delivered to the second device. The first mixture is discharged from the first device and the second mixture is discharged from the second device. The discharged first and second mixtures form a cleaning solution. The cleaning solution is provided on the surface of the semiconductor substrate.
위의 방법의 추가적인 실시형태에서, 스테이지가 반도체 기판을 위해 제공되고; 스테이지는 반도체 기판을 가열하도록 동작가능하다. 실시형태에서, 반도체 기판은 섭씨 약 20도 에서 약 60도 사이까지 가열된다. 스테이지는 또한 반도체 기판의 표면에 세정 용액이 제공되는 동안 반도체 기판을 회전시킬 수 있다.In a further embodiment of the above method, a stage is provided for a semiconductor substrate; The stage is operable to heat the semiconductor substrate. In an embodiment, the semiconductor substrate is heated to between about 20 degrees and about 60 degrees. The stage may also rotate the semiconductor substrate while a cleaning solution is provided to the surface of the semiconductor substrate.
(제1 혼합물을 저장하는) 제1 장치는 제1 튜브일 수 있고, 제2 장치는 제2 튜브일 수 있다. 제1 및 제2 튜브들은 단일의 튜브를 형성하도록 합쳐질 수 있고, 단일의 튜브 내에서 제1 및 제2 혼합물들의 혼합이 수행된다. 세정 용액을 형성하기 위한 제1 및 제2 혼합물들의 혼합은 반도체 기판의 표면에 세정 용액을 제공하기 위해 화학 용액의 분사와 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.The first device (storing the first mixture) may be a first tube, and the second device may be a second tube. The first and second tubes may be combined to form a single tube, and mixing of the first and second mixtures in a single tube is performed. The mixing of the first and second mixtures to form the cleaning solution may be performed substantially simultaneously with the injection of the chemical solution to provide a cleaning solution to the surface of the semiconductor substrate.
또한 다른 실시형태에서, 반도체 장치를 제조하는 방법이 반도체 웨이퍼의 표면 상에 제1 피처(feature)를 형성하는 것을 포함하도록 제공된다. 제1 세정 혼합물은 표면 위의 제1 피처 상으로 분사되며, 제1 세정 혼합물은 오존 및 산을 포함한다. 제1 세정 혼합물의 분사가 멈춘 후에, 표면 위의 제2 피처 상으로 제2 세정 혼합물이 분사되고, 제2 세정 혼합물은 오존 및 NH4OH를 포함한다. 실시형태에서, 제1 세정 혼합물의 산은 HCL이다.In yet another embodiment, a method of manufacturing a semiconductor device is provided that includes forming a first feature on a surface of a semiconductor wafer. The first cleaning mixture is sprayed onto a first feature on the surface, wherein the first cleaning mixture comprises ozone and acid. After the injection of the first cleaning mixture is stopped, the second cleaning mixture is sprayed onto the second feature on the surface, and the second cleaning mixture contains ozone and NH 4 OH. In an embodiment, the acid of the first cleaning mixture is HCL.
추가적인 실시형태에서, 제2 세정 혼합물을 분사한 후, 방법은 반도체 웨이퍼를 헹구고 건조하는 것을 포함하도록 진행된다. 분사 프로세스들은 한번에 단일 웨이퍼만을 분사하는 것을 포함할 수 있다. 실시형태에서, 제1 세정 혼합물을 분사한 후, 방법은 반도체 웨이퍼를 헹구고 건조하는 것을 포함하고, 제2 세정 혼합물의 분사 전에 웨이퍼의 표면 상에 제2 피처를 형성하는 것을 포함한다.In a further embodiment, after spraying the second cleaning mixture, the method proceeds to include rinsing and drying the semiconductor wafer. Spray processes may involve spraying only a single wafer at a time. In an embodiment, after the first cleaning mixture is sprayed, the method includes rinsing and drying the semiconductor wafer, and forming a second feature on the surface of the wafer prior to the injection of the second cleaning mixture.
여기에서 제공되는 더 일반적인 실시형태들 중 다른 하나에서, 기판이 제공된다. 반도체 기판의 제1 세정이 오존, 산 및 염기 중 어느 하나, 및 물을 포함하는 제1 세정 용액을 갖고 수행된다. 반도체 기판은 제1 세정 후에 헹궈진다. 헹굼 후에, 오존, 물 및 산과 염기중 다른 어느 하나를 포함하는 제2 세정 용액을 갖고 제2 반도체 기판의 제2 세정이 수행된다.In another of the more general embodiments provided herein, a substrate is provided. A first cleaning of the semiconductor substrate is performed with a first cleaning solution comprising ozone, either acid or base, and water. The semiconductor substrate is rinsed after the first rinsing. After rinsing, a second cleaning of the second semiconductor substrate is carried out with a second cleaning solution containing ozone, water and any other of acid and base.
다른 실시형태에서, 반도체 기판의 세정 방법은 HF, 오존 및 물을 포함하는 제1 세정 용액을 반도체 기판의 표면 상에 제공하는 것을 포함한다. 제1 세정 용액을 제공한 후 반도체 기판을 헹구고, 그리고 나서 헹굼 후에 반도체 기판의 표면 상에 NH4OH, 오존, 및 물을 포함하는 제2 세정 용액이 제공된다.In another embodiment, a cleaning method of a semiconductor substrate includes providing a first cleaning solution comprising HF, ozone, and water on a surface of a semiconductor substrate. After providing the first cleaning solution, the semiconductor substrate is rinsed, and then a second cleaning solution is provided on the surface of the semiconductor substrate after rinsing, including NH 4 OH, ozone, and water.
추가적인 실시형태에서, HF, 오존 및 물을 포함하는 제1 세정 용액을 제공하는 것은 약 1퍼센트에서 약 500 ppm 사이의 HF를 제공하는 것과 약 500에서 1 ppm 사이의 오존을 제공하는 것을 포함한다. 추가적인 실시형태에서, NH4OH, 오존 및 물을 포함하는 제2 세정 용액을 제공하는 것은 약 10퍼센트에서 약 0.01퍼센트 사이의 NH4OH를 제공하는 것과 약 500에서 1 ppm 사이의 오존을 제공하는 것을 포함한다.In a further embodiment, providing a first cleaning solution comprising HF, ozone, and water comprises providing between about 1 percent and about 500 ppm HF, and providing between about 500 and 1 ppm ozone. In a further embodiment, providing a second cleaning solution comprising NH 4 OH, ozone, and water can provide between about 10 percent and about 0.01 percent NH 4 OH and between about 500 and 1 ppm ozone .
또한 더 일반적인 실시형태 중 다른 하나에서, 반도체 기판을 제조하는 방법은 반도체 웨이퍼의 표면 상에 제1 피처를 형성하는 것을 포함한다. (실시예에서, 피처는 게이트 구조일 수 있다.) 제1 세정 혼합물이 표면의 제1 피처 상에 분사되며, 여기에서 제1 세정 혼합물은 오존 및 HF를 포함한다. 제1 세정 혼합물의 분사가 멈춘 후에, 제2 세정 혼합물이 표면 위의 제1 피처 상에 분사된다. 제2 세정 혼합물은 오존과 NH4OH를 포함한다. 실시형태에서, 제2 세정 혼합물의 분사는 제1 세정 혼합물의 분사와 인시츄(in-situ)이다. 예를 들어, 위에서 논의된 것처럼 단일 웨이퍼 세정 도구와 인시츄이다.Also in another of its more general embodiments, a method of fabricating a semiconductor substrate includes forming a first feature on a surface of a semiconductor wafer. (In an embodiment, the feature may be a gate structure.) A first cleaning mixture is sprayed onto a first feature of the surface, wherein the first cleaning mixture comprises ozone and HF. After the injection of the first cleaning mixture is stopped, the second cleaning mixture is sprayed onto the first feature on the surface. The second cleaning mixture comprises ozone and NH 4 OH. In an embodiment, the injection of the second cleaning mixture is in-situ with the injection of the first cleaning mixture. For example, a single wafer cleaning tool and in situ as discussed above.
300: 유체 전달 시스템
302: 제1 레저버
304: 제2 레저버
306: 펌프
308: 밸브
310: 혼합 체임버(mixing chamber)
312: 제1 유체
314: 제2 유체
316: 세정 용액
400: 세정 장치
402: 스테이지
404: 타깃 기판(target substrate)
406: 혼합 체임버
408: 제1 장치
410: 제2 장치
412: 세정 용액
414: 열 에너지300: fluid delivery system
302: First reservoir
304: The second reservoir
306: pump
308: Valve
310: mixing chamber
312: first fluid
314: Second fluid
316: cleaning solution
400: Cleaning device
402: stage
404: target substrate
406: Mix chamber
408: First device
410: second device
412: cleaning solution
414: Thermal energy
Claims (10)
반도체 기판 - 상기 반도체 기판은 상기 반도체 기판으로부터 연장하는 복수의 핀 소자들을 구비함 - 을 제공하는 단계;
상기 반도체 기판의 트렌치를 형성하기 위해 상기 복수의 핀 소자들 위에 배치된 더미 게이트 구조물을 제거하는 단계;
상기 복수의 핀 소자들과 트렌치를 구비한 상기 반도체 기판을 단일 웨이퍼 세정 도구(tool)에 제공하는 단계;
상기 단일 웨이퍼 세정 도구를 사용하여, 상기 복수의 핀 소자들과 트렌치의 표면에 대해,
오존, HF 및 물을 포함하되 과산화수소를 포함하지 않는 제1 세정 혼합물을 이용한 상기 반도체 기판의 제1 세정을 수행하는 단계;
상기 제1 세정 후에, 상기 반도체 기판을 헹구는(rinse) 단계; 및
상기 헹구는 단계 후에, 오존, 물 및 NH4OH를 포함하되 과산화수소를 포함하지 않는 제2 세정 혼합물을 이용하여 상기 반도체 기판의 제2 세정을 수행하는 단계인, 일련의 세정 단계들을 수행하는 단계를 포함하는 반도체 기판 세정 방법.A method of cleaning a semiconductor substrate,
A semiconductor substrate, the semiconductor substrate having a plurality of pin elements extending from the semiconductor substrate;
Removing a dummy gate structure disposed over the plurality of pin elements to form a trench in the semiconductor substrate;
Providing the semiconductor substrate with the plurality of pin elements and trenches to a single wafer cleaning tool;
Using the single wafer cleaning tool, with respect to the surface of the plurality of pin elements and the trench,
Performing a first cleaning of the semiconductor substrate using a first cleaning mixture comprising ozone, HF, and water but not containing hydrogen peroxide;
Rinsing the semiconductor substrate after the first cleaning; And
Performing a second cleaning step of the semiconductor substrate using a second cleaning mixture comprising ozone, water and NH 4 OH but not containing hydrogen peroxide after the rinsing step The semiconductor substrate cleaning method comprising:
상기 제2 세정 후에 상기 반도체 기판을 헹구는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 세정 방법.The method according to claim 1,
Further comprising rinsing the semiconductor substrate after the second cleaning.
복수의 핀들을 구비하고 표면을 포함하는 반도체 기판을 제공하는 단계;
HF, 오존 및 물을 포함하는 제1 세정 용액 - 상기 제1 세정 용액은 과산화수소를 포함하지 않음 - 을 상기 반도체 기판의 표면으로 제공하는 단계;
상기 제1 세정 용액을 제공한 후에, 상기 반도체 기판의 표면을 헹구는 단계; 및
상기 헹구는 단계 후에, NH4OH, 오존 및 물을 포함하는 제2 세정 용액 - 상기 제2 세정 용액은 과산화수소를 포함하지 않음 - 을 상기 반도체 기판의 표면으로 제공하는 단계를 포함하는 반도체 기판 세정 방법.A method of cleaning a semiconductor substrate,
Providing a semiconductor substrate having a plurality of fins and including a surface;
Providing a first cleaning solution comprising HF, ozone, and water to the surface of the semiconductor substrate, the first cleaning solution not containing hydrogen peroxide;
Rinsing the surface of the semiconductor substrate after providing the first cleaning solution; And
Providing a second cleaning solution comprising NH 4 OH, ozone and water after the rinsing step, the second cleaning solution not containing hydrogen peroxide, to the surface of the semiconductor substrate.
상기 제2 세정 용액을 제공한 후에, 상기 반도체 기판의 표면으로, HF, 오존 및 물을 포함하는 상기 제1 세정 용액의 제2 발생을 제공하는 단계; 및
그 후 상기 반도체 기판의 표면으로, NH4OH, 오존 및 물을 포함하는 상기 제2 세정 용액의 제2 발생을 제공하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 세정 방법.5. The method of claim 4,
Providing a second generation of the first cleaning solution comprising HF, ozone and water to the surface of the semiconductor substrate after providing the second cleaning solution; And
And then providing a second generation of said second cleaning solution comprising NH 4 OH, ozone and water to the surface of said semiconductor substrate.
상기 반도체 기판의 후면에, 상기 반도체 기판의 온도를 증가시키는 뜨거운 초순수(de-ionized water; DIW) 플로우를 적용하는 단계;
상기 뜨거운 DIW를 적용하는 동안, 상기 제1 세정 용액의 제공을 수행하는 단계; 및
상기 뜨거운 DIW를 적용하는 동안, 상기 제2 세정 용액의 제공을 수행하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 세정 방법.5. The method of claim 4,
Applying a hot de-ionized water (DIW) flow to the backside of the semiconductor substrate to increase the temperature of the semiconductor substrate;
Performing the provision of the first cleaning solution while applying the hot DIW; And
Further comprising performing the provision of the second cleaning solution while applying the hot DIW.
복수의 핀들을 구비하고 표면을 포함하는 반도체 기판을 제공하는 단계;
HF, 오존 및 물로 구성된 제1 세정 용액을 상기 반도체 기판의 표면으로 제공하는 단계;
상기 제1 세정 용액을 제공한 후에, 상기 반도체 기판의 표면을 헹구는 단계; 및
상기 헹구는 단계 후에, NH4OH, 오존 및 물로 구성된 제2 세정 용액을 상기 반도체 기판의 표면으로 제공하는 단계를 포함하는 반도체 기판 세정 방법.A method of cleaning a semiconductor substrate,
Providing a semiconductor substrate having a plurality of fins and including a surface;
Providing a first cleaning solution comprising HF, ozone, and water to the surface of the semiconductor substrate;
Rinsing the surface of the semiconductor substrate after providing the first cleaning solution; And
And after said rinsing step, providing a second cleaning solution consisting of NH 4 OH, ozone and water to the surface of said semiconductor substrate.
상기 제1 세정 용액을 제공하고, 상기 제2 세정 용액을 제공하는 동안, 상기 반도체 기판의 표면에 대향하는 상기 반도체 기판의 후면을 가열하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 세정 방법.9. The method of claim 8,
Further comprising the step of providing the first cleaning solution and heating the rear surface of the semiconductor substrate opposite the surface of the semiconductor substrate while providing the second cleaning solution.
상기 제2 세정 용액을 제공한 후에, 상기 반도체 기판의 표면으로, HF, 오존 및 물로 구성된 상기 제1 세정 용액의 제2 발생을 제공하는 단계; 및
그 후 상기 반도체 기판의 표면으로, NH4OH, 오존 및 물로 구성된 상기 제2 세정 용액의 제2 발생을 제공하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 세정 방법.9. The method of claim 8,
Providing a second generation of the first cleaning solution consisting of HF, ozone and water to the surface of the semiconductor substrate after providing the second cleaning solution; And
And then providing a second generation of said second cleaning solution consisting of NH 4 OH, ozone and water to the surface of said semiconductor substrate.
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