KR20230165718A - 표면 잔류물 제거용 세정 조성물, 이를 이용한 금속 함유막 세정 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
표면 잔류물 제거용 세정 조성물, 이를 이용한 금속 함유막 세정 방법 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법이 제공된다.
Description
표면 잔류물 제거용 세정 조성물, 이를 이용한 금속 함유막 세정 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해 반도체 소자의 집적도의 증가 및 신뢰성의 향상이 요구되고 있다. 반도체 소자의 집적도가 증가할수록, 반도체 소자의 제조 과정에서 반도체 소자의 구성 요소들의 손상이 반도체 소자의 신뢰성 및 전기적 특성에 더 많은 영향을 미치게 된다. 특히, 반도체 소자의 제조 과정에서, 소정의 막(예를 들면, 금속 함유막)에 대한 표면 처리(예를 들면, 건식 식각(dry etching) 등) 결과 생성된 표면 잔류물은, 추가 적층되는 막을 박리시키거나, 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 또한, 상기 표면 잔류물에 각종 화학 물질이 흡습 또는 흡착될 수 있는데, 이는 표면 잔류물 주변에 존재하는 막이 추가로 식각되는 현상의 원인이 될 수 있다. 따라서, 상기 표면 잔류물을 실질적으로 모두 제거하면서, 동시에, 세정 대상막 표면은 손상시키지 않아 금속 함유막이 포함된 제품의 불량을 야기하지 않는, 효과적인 세정 조성물 및 세정 공정에 대한 필요성은 지속적으로 증대되고 있다.
우수한 세정력을 제공할 수 있으면서, 동시에 세정 대상막은 손상시키지 않는 세정 조성물, 이를 이용한 금속 함유막 세정 방법 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
용매 및 세정 촉진제를 포함하고,
산화제를 비포함하고,
상기 세정 촉진제는, 하기 화학식 1A로 표시된 염 및 하기 화학식 1B로 표시된 염 중 적어도 하나를 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물(cleaning composition for removing residues on surfaces)이 제공된다:
<화학식 1A>
<화학식 1B>
상기 화학식 1A 및 1B 중,
T 및 X는 서로 독립적으로, O 또는 S이고,
A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4) 또는 금속이고,
고리 CY1은 포화 5원환(saturated 5-membered ring), 포화 6원환, 포화 7원환 또는 포화 8원환이고,
화학식 1A 중 Y1은 C(R1)이고,
화학식 1B 중 Y1은 C이고,
Y2는 C(R0)(R1) 또는 N(R1)이고,
Y1과 Y2는 서로 단일 결합으로 연결되어 있고,
R0는 *-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q31)(Q32)이고,
R1 내지 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 또는 할로겐 원자;
*-O(Z11), *-S(Z11), *-C(=O)-O(Z11), *-C(=S)-O(Z11), *-C(=O)-S(Z11), *-C(=S)-S(Z11), *-O-(Z12)+, *-S-(Z12)+, *-C(=O)-O-(Z12)+, *-C(=S)-O-(Z12)+, *-C(=O)-S-(Z12)+, *-C(=S)-S-(Z12)+, 또는 *-N(R11)(R12); 또는
*-O(Z21), *-S(Z21), *-C(=O)-O(Z21), *-C(=S)-O(Z21), *-C(=O)-S(Z21), *-C(=S)-S(Z21), *-O-(Z22)+, *-S-(Z22)+, *-C(=O)-O-(Z22)+, *-C(=S)-O-(Z22)+, *-C(=O)-S-(Z22)+, *-C(=S)-S-(Z22)+, *-N(R21)(R22), 중수소, 할로겐 원자, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기;
이고,
Z11 및 Z21 각각은 수소이고,
Z12는 수소, N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14) 또는 금속이고,
Z22는 수소, N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24) 또는 금속이고,
Q1 내지 Q4, Q11 내지 Q14, Q21 내지 Q24, Q31, Q32, R11, R12, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 또는 C6-C20아릴기이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 R31 내지 R33은 서로 독립적으로,
수소;
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q41)(Q42); 또는,
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH, *-N(Q51)(Q52) 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기;
이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 m은 1 내지 30의 정수이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33)의 *-C(R31)(R32)-*' 중 적어도 하나는, 선택적으로(optionally), *-O-*', *-S-*' 또는 *-N(R31)-*'로 치환될 수 있고,
Q41, Q42, Q51 및 Q52는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기 또는 C6-C20아릴기이고,
n은 0 또는 1이고,
a1은 0 내지 10의 정수이고,
* 및 *' 각각은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 중 용매는 물을 포함할 수 있다.
상기 화학식 1B 중 n은 0일 수 있다.
상기 화학식 1A 중, Y2는 C(R0)(R1)이고, R0는 *-OH 또는 *-SH이고, R1은 수소일 수 있다.
상기 화학식 1A 중, Y2는 N(R1)이고, R1은 수소일 수 있다.
상기 화학식 1B의 R1 내지 R4 중 적어도 하나는,
*-C(=O)-O(Z11) 또는 *-C(=O)-O-(Z12)+; 또는
*-C(=O)-O(Z21) 또는 *-C(=O)-O-(Z22)+로 치환된 C1-C20알킬기;
이고,
상기 Z12는 N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14)이고,
상기 Z22는 N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24)일 수 있다.
상기 세정 촉진제는, 하기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 하기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다:
<화학식 1A(1)>
<화학식 1B(1)>
<화학식 1P-1>
<화학식 1P-2>
A-OH
N(Q1)(Q2)(Q3)
상기 화학식 1A(1), 1B(1), 1P-1 및 1P-2 중 T, X, A, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, Q1 내지 Q3, n 및 a1 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(1)의 Y1에 대한 설명은 본 명세서 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(1)의 Y1은 C이다.
상기 세정 촉진제의 함량은, 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 100wt% 당 0.01wt% 내지 10wt%일 수 있다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물은 pH 조절제를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물은 불소-함유 화합물 및 유기 용매를 비포함할 수 있다.
상기 표면 잔류물은, 금속 함유막에 대한 표면 처리 후, 상기 금속 함유막으로부터 분리되어 상기 금속 함유막 표면에 생성된 잔류물이고, 상기 표면 잔류물은 상기 금속 함유막으로부터 유래된 금속을 포함할 수 있다.
상기 금속 함유막은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 중 하기 화학식 1A(2)로 표시된 음이온 및 하기 화학식 1B(2)로 표시된 음이온 중 적어도 하나는, 상기 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와는 결합하고, 상기 금속 함유막에 포함된 금속 원자와는 결합하지 않을 수 있다:
<화학식 1A(2)>
<화학식 1B(2)>
상기 화학식 1A(2) 및 1B(2) 중 T, X, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, n 및 a1 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(2)의 Y1에 대한 설명은 본 명세서 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(2)의 Y1은 C이다.
다른 측면에 따르면,
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계; 및
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계;
를 포함한, 금속 함유막 세정 방법이 제공된다.
선택적으로, 상기 기판도 상기 세정 조성물과 접촉될 수 있다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계는, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물 중 적어도 하나와 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 혼합하여 상기 세정 촉진제를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 화학식 1A(1), 1B(1), 1P-1 및 1P-2 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
또 다른 측면에 따르면,
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계;
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계; 및
후속 공정(subsequent manufacturing process(es))을 수행하여 반도체 소자를 제작하는 단계;
를 포함한, 반도체 소자 제조 방법이 제공된다.
상기 세정 조성물은 우수한 표면 잔류물 제거 성능을 가지면서, 동시에, 세정 대상막 표면은 손상시키지 않는 바, 이를 이용함으로써, 금속 함유막 표면을 효과적으로 세정할 수 있고, 고성능 반도체 소자를 제조할 수 있다.
세정 대상막
세정 대상막은 금속 함유막을 포함할 수 있다.
상기 금속 함유막에 포함된 금속은, 알칼리 금속(예를 들면, 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등), 알칼리 토금속(예를 들면, 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륩(Ba) 등), 란타넘족 금속(예를 들면, 란타늄(La), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb), 이터븀(Yb) 등), 전이 금속(예를 들면, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 탄탈럼(Ta), 크롬(Cr), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 아연(Zn) 등), 전이후 금속(예를 들면, 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 주석(Sn), 비스무트(Bi) 등), 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 금속 함유막은 인듐(In), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 코발트(Co), 란타늄(La), 스칸듐(Sc), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 하프늄(Hf) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 함유막은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 금속 함유막은 알루미늄을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 금속 함유막은 티타늄을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 금속 함유막은 티타늄 및 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 금속 함유막은, 금속 질화막과 같은 금속 질화물 함유막(a metal nitride-containing film)을 포함할 수 있다. 금속 함유막은 예를 들어, 티타늄 질화막과 같은 티타늄 질화물 함유막을 포함할 수 있다. 상기 티타늄 질화물 함유막은, 구리, 인듐, 알루미늄, 란타늄, 스칸듐, 갈륨, 하프늄, 아연, 또는 이의 임의의 조합을 더 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 금속 함유막은 금속 산화막과 같은 금속 산화물 함유막을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물 함유막은 티타늄, 구리, 알루미늄, 란타늄, 스칸듐, 갈륨, 하프늄, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물 함유막은 알루미늄 산화물 함유막(예를 들면, 알루미늄 산화막), IGZO(인듐 갈륨 아연 산화물) 함유막 등을 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 금속 함유막은 상기 금속 질화물 함유막 및 상기 금속 산화물 함유막을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 금속 함유막은, 금속 외에, 준금속(예를 들면, 붕소(B), 규소(Si), 저마늄(Ge), 비소(As), 안티모니(Sb), 텔루륨(Te) 등), 비금속(예를 들면, 질소(N), 인(P), 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se) 등) 및 이의 임의의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 금속 함유막은, 2종 이상의 물질로 이루어진 단일층 구조를 갖거나, 또는 서로 상이한 물질을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 함유막은, i) 티타늄 질화물 함유막(예를 들면, 티타늄 질화막)으로 이루어진(consist of) 단일층 구조, ii) 알루미늄이 더 포함된 티타늄 질화물 함유막과 티타늄 질화막을 포함한 2중층 구조, 또는 iii) 티타늄 질화막과 실리콘 질화막을 포함한 2중층 구조 등을 가질 수 있다.
표면 잔류물 제거용 세정 조성물
상기 세정 조성물은 용매 및 세정 촉진제를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 용매는 물(예를 들면, 탈이온수)을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 용매는 알코올(예를 들면, 2-프로판올)을 포함할 수 있다.
상기 세정 촉진제는, 하기 화학식 1A로 표시된 염 및 하기 화학식 1B로 표시된 염 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
<화학식 1A>
<화학식 1B>
상기 화학식 1A 및 1B 중 T 및 X는 서로 독립적으로, O 또는 S일 수 있다.
상기 화학식 1A 및 1B 중 A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4) 또는 금속(예를 들면, Na, K, Rb, 또는 Cs 등)일 수 있다. 예를 들어, 상기 A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4)일 수 있다. 상기 A는 상기 화학식 1A 및 1B에서 양이온을 구성한다. 상기 Q1 내지 Q4 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1A 중 고리 CY1은 포화 5원환(saturated 5-membered ring), 포화 6원환, 포화 7원환 또는 포화 8원환일 수 있다.
예를 들어, 상기 고리 CY1은 포화 5원환(예를 들면, 피롤리딘) 또는 포화 6원환(예를 들면, 시클로헥산, 피페리딘 등)일 수 있다.
상기 화학식 1A 중 Y1은 C(R1)이고, 화학식 1B 중 Y1은 C이다. 상기 Y1의 탄소는 화학식 1A 및 1B 중 로 표시된 그룹에 대한 α(알파)-탄소이다.
상기 화학식 1A 중 Y2는 C(R0)(R1) 또는 N(R1)일 수 있다. 상기 R0 및 R1 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1A 중 Y1과 Y2는 서로 단일 결합으로 연결되어 있다.
상기 화학식 1A 및 1B 중 R0는 *-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q31)(Q32)일 수 있다.
상기 화학식 1A 및 1B 중 R1 내지 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 또는 할로겐 원자;
*-O(Z11), *-S(Z11), *-C(=O)-O(Z11), *-C(=S)-O(Z11), *-C(=O)-S(Z11), *-C(=S)-S(Z11), *-O-(Z12)+, *-S-(Z12)+, *-C(=O)-O-(Z12)+, *-C(=S)-O-(Z12)+, *-C(=O)-S-(Z12)+, *-C(=S)-S-(Z12)+, 또는 *-N(R11)(R12); 또는
*-O(Z21), *-S(Z21), *-C(=O)-O(Z21), *-C(=S)-O(Z21), *-C(=O)-S(Z21), *-C(=S)-S(Z21), *-O-(Z22)+, *-S-(Z22)+, *-C(=O)-O-(Z22)+, *-C(=S)-O-(Z22)+, *-C(=O)-S-(Z22)+, *-C(=S)-S-(Z22)+, *-N(R21)(R22), 중수소, 할로겐 원자, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기;
일 수 있다. 여기서, Z11 및 Z21 각각은 수소이고, Z12는 수소, N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14) 또는 금속(예를 들면, Na, K, Rb, 또는 Cs 등)이고, Z22는 수소, N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24) 또는 금속(예를 들면, Na, K, Rb, 또는 Cs 등)일 수 있다.
본 명세서 중 Q1 내지 Q4, Q11 내지 Q14, Q21 내지 Q24, Q31, Q32, R11, R12, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 또는 C6-C20아릴기일 수 있다.
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 R31 내지 R33은 서로 독립적으로,
수소;
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q41)(Q42); 또는,
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH, *-N(Q51)(Q52) 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기;
일 수 있다.
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 m은 *-C(R31)(R32)-*'로 표시된 그룹의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 30의 정수, 1 내지 20의 정수, 1 내지 10의 정수, 또는 1 내지 5의 정수일 수 있다. 상기 m이 2 이상일 경우, 2 이상의 *-C(R31)(R32)-*'는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33)에 포함된 *-C(R31)(R32)-*' 중 적어도 하나는, 선택적으로(optionally), *-O-*', *-S-*' 또는 *-N(R31)-*'로 치환될 수 있다. *-N(R31)-*'의 R31에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
상기 Q41, Q42, Q51 및 Q52는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기(예를 들면, C1-C10알킬기) 또는 C6-C20아릴기(예를 들면, 페닐기, 나프틸기 등)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, Q1 내지 Q4, Q11 내지 Q14, Q21 내지 Q24, Q31, Q32, R11, R12, R21 및 R22 각각은 수소일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, Q1 내지 Q3 중 적어도 하나, Q11 내지 Q13 중 적어도 하나 또는 Q21 내지 Q24 중 적어도 하나는, *-[C(R31)(R32)]m-(R33)일 수 있다.
예를 들어, 상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중, m은 5이고, 5개의 *-C(R31)(R32)-*' 중 1개의 *-C(R31)(R32)-*'는 *-O-*'로 치환되고, R31 및 R32 각각은 수소이고, R33은 *-OH일 수 있다. 예를 들어, 상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33)은 하기 화합물 2a에서와 같이, *-CH2CH2OCH2CH2OH일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중, m은 1 내지 5의 정수이고, R31 및 R32 각각은 수소이고, R33은 *-NH2일 수 있다. 예를 들어, 상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33)은 하기 화합물 2b에서와 같이, *-CH2CH2NH2일 수 있다.
상기 화학식 1B 중 n은 0 또는 1일 수 있다. 상기 n이 0일 경우, R0는 Y1에 직접(directly) 연결된다.
상기 화학식 1A 중 a1은 0 내지 10의 정수, 예를 들면, 0 내지 6의 정수일 수 있다.
본 명세서 중 * 및 *' 각각은, 별도 표시가 없는 한, 이웃한 원자와의 결합 사이트를 의미한다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 중,
Y2가 C(R0)(R1)이고,
R0는 *-OH 또는 *-SH이고,
R1은 수소일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 중,
Y2가 N(R1)이고,
R1은 수소일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B의 R1 내지 R4 중 적어도 하나는,
*-C(=O)-O(Z11) 또는 *-C(=O)-O-(Z12)+; 또는
*-C(=O)-O(Z21) 또는 *-C(=O)-O-(Z22)+로 치환된 C1-C20알킬기;
이고,
상기 Z12는 N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14)이고,
상기 Z22는 N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24)일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B 중, n은 0이고, R0는 *-OH, *-SH 또는 *-NH2일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B 중, R1은 수소일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B 중 R2는 수소; 비치환된 C1-C5 알킬기; 또는 *-OH, *-SH, *-C(=O)-O(Z21), *-C(=O)-O-(Z22)+, *-NH2, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 C1-C5알킬기일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 암모늄 시트레이트 및 암모늄 락테이트를 포함하지 않을 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는, 하기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 하기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다:
<화학식 1A(1)>
<화학식 1B(1)>
<화학식 1P-1>
<화학식 1P-2>
A-OH
N(Q1)(Q2)(Q3)
상기 화학식 1A(1), 1B(1), 1P-1 및 1P-2 중 T, X, A, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, Q1 내지 Q3, n 및 a1 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(1)의 Y1에 대한 설명은 본 명세서 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(1)의 Y1은 C이다.
상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물은, 상기 세정 촉진제 준비 단계에서의 미반응 화합물일 수 있다. 이에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물은, 예를 들어, NH4OH, NaOH, KOH 등일 수 있다.
상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물은, 예를 들어, 디글리콜아민(NH2CH2CH2OCH2CH2OH), 에틸렌디아민(NH2CH2CH2NH2) 등일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 하기 화학식 1C 내지 13C으로 표시된 염 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
상기 화학식 1C 내지 13C 중,
X 및 A에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바와 동일하고,
Z는 수소 또는 N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24)이고,
Q21 내지 Q24 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 화학식 5C로 표시된 염, 화학식 7C로 표시된 염 및 화학식 10C로 표시된 염을 비포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 하기 화학식 1D 내지 13D로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다:
상기 화학식 1D 내지 13D 중 X에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하다.
상기 세정 촉진제의 함량은, 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 100wt% 당 0.01wt% 내지 10wt%, 0.01wt% 내지 5wt% 또는 0.5wt% 내지 2wt%일 수 있다. 상기 세정 촉진제의 함량이 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 표면 잔류물을 효과적으로 제거하면서, 세정 대상막 표면 손상을 최소할 수 있다.
상기 세정 조성물은 용매 및 세정 촉진제 외에, pH 조절제를 더 포함할 수 있다. 상기 pH 조절제는, 예를 들어 암모늄 하이드록사이드(NH4OH), 적어도 하나의 C1-C20알킬기로 치환된 암모늄 하이드록사이트, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 pH 조절제의 함량은, 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 100wt% 당 0.01wt% 내지 10wt%, 0.01wt% 내지 5wt% 또는 0.5wt% 내지 2wt%일 수 있다. 상기 pH 조절제의 함량이 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 세정 조성물의 pH가 적정 수준으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 세정 조성물은 8 이하의 pH, 예를 들면, 1 내지 8의 pH를 가질 수 있다.
상기 세정 조성물은, 산화제, 불소-함유 화합물 및 유기 용매를 비포함할 수 있다. 상기 산화제는 세정시 세정 대상막 표면 손상을 초래할 수 있고, 상기 불소-함유 화합물 및 유기 용매는 세정 조성물의 pH 제어를 방해할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 상기 화학식 1A로 표시된 염을 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는,
i) 상기 화학식 1A로 표시된 염; 및
ii) 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나;
를 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 상기 화학식 1B로 표시된 염을 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는,
i) 상기 화학식 1B로 표시된 염; 및
ii) 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나;
를 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
또 다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는 상기 화학식 1A로 표시된 염 및 상기 화학식 1B로 표시된 염을 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
다른 구현예에 따르면, 상기 세정 촉진제는,
i) 상기 화학식 1A로 표시된 염 및 상기 화학식 1B로 표시된 염; 및
ii) 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나;
를 포함할 수 있다(또는, 이루어질(consist of) 수 있다).
본 명세서에 기재된 세정 조성물로 제거하고자 하는 표면 잔류물이란, 세정 대상막, 예를 들면, 금속 함유막에 대한 표면 처리(예를 들면, 건식 에칭 처리 등) 후, 상기 금속 함유막으로부터 분리되어 상기 금속 함유막 표면에 생성된 잔류물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 표면 잔류물은 상기 금속 함유막으로부터 유래된 금속(예를 들면, 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합)을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 금속 함유막은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 중 하기 화학식 1A(2)로 표시된 음이온 및 하기 화학식 1B(2)로 표시된 음이온 중 적어도 하나는, 상기 표면 잔류물에 포함된 원자, 예를 들면, 금속 원자(예를 들면, 티타늄 원자, 알루미늄 원자, 구리 원자 등)와는 결합하고, 상기 세정 대상막, 예를 들면, 금속 함유막에 포함된 원자, 예를 들면, 금속 원자와는 실질적으로 결합하지 않는다:
<화학식 1A(2)>
<화학식 1B(2)>
상기 화학식 1A(2) 및 1B(2) 중 T, X, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, n 및 a1 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(2)의 Y1에 대한 설명은 본 명세서 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(2)의 Y1은 C이다.
따라서, 본 명세서의 세정 조성물은, 대상막에 포함된 원자, 예를 들면, 화학 결합을 통하여 서로 결합되어 대상막에 포함되어 있는 원자를 제거하는 "식각" 조성물과는 명백히 구분되는 것이다.
예를 들어, 상기 화학식 1A의 Y2 및 화학식 1B의 R0 각각은, 화학식 1A 및 1B의 X-와 함께, 상기 금속 함유막에 포함된 금속 원자가 아닌, 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와 결합하여 5원 또는 6원 시클로메탈레이티드 링을 형성하여, 상기 잔류물에 포함된 금속 원자와 효과적으로 결합될 수 있다(예를 들면, 상기 잔류물에 포함된 금속 원자를 효과적으로 수화시킬 수 있다). 이로써, 세정 대상막인 금속 함유막 표면 손상은 최소화되면서, 동시에, 표면 잔류물은 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1A 및 1B 중 양이온을 구성하는 A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4) 또는 금속일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1A 및 1B 중 A+는 H+가 아닌데, 이로써, 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와의 반응 속도를 상승시켜 우수한 세정 효과를 얻을 수 있다.
금속 함유막 세정 방법 및 반도체 소자 제조 방법
금속 함유막 세정 방법은,
본 명세서에 기재된 바와 같은 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계; 및
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계;
를 포함할 수 있다.
한편, 반도체 소자 제조 방법은,
본 명세서에 기재된 바와 같은 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계;
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계; 및
후속 공정(subsequent manufacturing process(es))을 수행하여 반도체 소자를 제작하는 단계;
를 포함할 수 있다.
상기 표면 잔류물 및 금속 함유막에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계는, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물 중 적어도 하나와 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 혼합하여 상기 세정 촉진제를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계에서 화학식 1P-2로 표시된 화합물이 사용될 경우, 화학식 1A 및 1B 중 A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4)이고, 상기 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4) 중 Q4는 수소일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물(예를 들면, NH4OH)을 혼합하여, 상기 화학식 1A로 표시된 염을 포함한 세정 촉진제를 준비한 다음, 이를 본 명세서에 기재된 바와 같은 용매 등과 혼합하여, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비할 수 있다. 여기서, 상기 세정 촉진제는, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 중 적어도 하나를, 미반응물로서, 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물(예를 들면, NH2CH2CH2OCH2CH2OH, NH2CH2CH2NH2)을 혼합하여, 상기 화학식 1A로 표시된 염을 포함한 세정 촉진제를 준비한 다음, 이를 본 명세서에 기재된 바와 같은 용매 등과 혼합하여, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비할 수 있다. 여기서, 상기 세정 촉진제는, 상기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를, 미반응물로서, 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물(예를 들면, 하기 화합물 2')과 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물(예를 들면, NH4OH)을 혼합하여, 상기 화학식 1B로 표시된 염(예를 들면, 하기 화합물 2)을 포함한 세정 촉진제를 준비한 다음, 이를 본 명세서에 기재된 바와 같은 용매 등과 혼합하여, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비할 수 있다. 여기서, 상기 세정 촉진제는, 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 중 적어도 하나를, 미반응물로서, 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물(예를 들면, 하기 화합물 2')과 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물(예를 들면, NH2CH2CH2OCH2CH2OH, NH2CH2CH2NH2)을 혼합하여, 상기 화학식 1B로 표시된 염(예를 들면, 하기 화학식 2a 또는 화합물 2b)을 포함한 세정 촉진제를 준비한 다음, 이를 본 명세서에 기재된 바와 같은 용매 등과 혼합하여, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비할 수 있다. 여기서, 상기 세정 촉진제는, 상기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물과 상기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를, 미반응물로서, 더 포함할 수 있다.
상기 금속 함유막과 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과의 접촉 시, 상기 화학식 1A(2)로 표시된 음이온 및 상기 화학식 1B(2)로 표시된 음이온 중 적어도 하나는, 상기 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와는 결합하고, 상기 금속 함유막에 포함된 금속 원자와는 결합하지 않을 수 있다.
한편, 상기 금속 함유막 세정 방법 및 반도체 소자 제조 방법은, 상기 금속 함유막(및, 선택적으로는, 상기 금속 함유막이 제공된 기판)을 추가 용매로 헹구는 단계를 더 포함하고, 선택적으로, 상기 금속 함유막(및, 선택적으로는, 상기 금속 함유막이 제공된 기판)을 건조하여 상기 추가 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6
표 1에 기재된 바와 같은 세정 촉진제(1wt%), pH 조절제(1wt%) 및/또는 산화제(20wt%)를 용매와 혼합하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6의 세정 조성물을 제조하였다. 상기 용매로서 탈이온수를 사용하였고, 용매의 함량은 세정 조성물 100wt%당 잔부에 해당한다. 세정 촉진제인 화합물 1 내지 3 및 A 내지 D로서, 시판 화합물을 사용하였다.
제조된 세정 조성물 각각을 비커에 넣고 70℃까지 가열한 다음, 플라즈마 에칭 처리가 수행된 티타늄/알루미늄 질화막을 각각의 세정 조성물에 5분간 침지시키고, 타원계측장치, 면저항 측정기, XRF(X-ray fluorescence) 장비 및 XRR(X-ray reflectometry) 장비를 이용하여 침지 중 막 식각 속도를 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 이어서, 상기 티타늄/알루미늄 질화막을 꺼내어 탈이온수로 헹구고 질소 분위기 하에서 건조시킨 후, TEM(Transmission Electron Microscope) 장비를 이용하여 막 표면의 표면 잔류물 잔류 여부를 확인함으로써 표면 잔류물 세정력을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 티타늄/알루미늄 질화막은, 알루미늄을 더 포함한 티타늄 질화물 함유막을 의미한다.
| 세정 촉진제 |
pH 조절제 | 산화제 | 표면 잔류물 세정력 |
티타늄/알루미늄 질화막의 식각 속도 (Å/min) |
|
| 실시예 1 | 1 | - | - | O | < 5 |
| 실시예 2 | 2 | - | - | O | < 5 |
| 실시예 3 | 3 | 암모늄 하이드록사이드(NH4OH) | - | O | < 5 |
| 비교예 1 | A | - | - | △ | < 5 |
| 비교예 2 | B | - | - | △ | < 5 |
| 비교예 3 | C | - | - | X | < 5 |
| 비교예 4 | D | - | - | △ | < 5 |
| 비교예 5 | 1 | - | H2O2 | O | 75 |
| 비교예 6 | A | - | H2O2 | O | 90 |
표면 잔류물 세정력 O : 세정 수행 조건 하에서 모든 표면 잔류물 제거됨
표면 잔류물 세정력 △ : 세정 수행 조건 하에서 표면 잔류물 소폭 제거됨
표면 잔류물 세정력 X : 세정 수행 조건 하에서 표면 잔류물이 거의 제거되지 않음
상기 표 1로부터, 비교예 1 내지 4의 세정 조성물은 세정 수행 조건 하에서 대상막 표면을 실질적으로 손상시키지 않으나 불량한 세정력을 갖고, 비교예 5 및 6의 세정 조성물은 우수한 세정력을 가지나 세정 수행 조건 하에서 대상막 표면을 손상시킴을 확인하였다. 반면, 실시예 1 내지 3의 세정 조성물은 세정 수행 조건 하에서 대상막 표면을 실질적으로 손상시키지 않으면서, 동시에 우수한 세정력을 가짐을 확인하였다.
실시예 11 내지 14 및 비교예 11
표 2에 기재된 바와 같은 세정 촉진제(1wt%) 및 pH 조절제(1wt%)를 용매와 혼합하여 실시예 11 내지 14 및 비교예 11의 세정 조성물을 제조하였다. 상기 용매로서 탈이온수를 사용하였고, 용매의 함량은 세정 조성물 100wt%당 잔부에 해당한다. 세정 촉진제인 화합물 1, 2, 4 및 A 각각은, 화합물 1', 2', 4' 및 A' 각각을 NH4OH와 동일몰량으로 혼합하여 인-시츄(in situ) 제조하여 사용하였고, 세정 촉진제인 화합물 2a는 화합물 2'을 디글리콜아민(NH2CH2CH2OCH2CH2OH)과 동일몰량으로 혼합하여 인-시츄 제조하여 사용하였다.
이어서, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법을 이용하여, 실시예 11 내지 14 및 비교예 11의 식각 속도 및 표면 잔류물 세정력을 평가하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2의 티타늄/알루미늄 질화막은, 알루미늄을 더 포함한 티타늄 질화물 함유막을 의미한다.
| 세정 촉진제 |
pH 조절제 | 표면 잔류물 세정력 |
티타늄/알루미늄 질화막의 식각 속도 (Å/min) |
|
| 실시예 11 | 1 (1'+ NH4OH) |
NH4OH | O | < 5 |
| 실시예 12 | 2(2'+ NH4OH) | NH4OH | O | < 5 |
| 실시예 13 | 4(4'+ NH4OH) | NH4OH | O | < 5 |
| 실시예 14 | 2a(2'+ NH2CH2CH2OCH2CH2OH) | NH4OH | O | < 5 |
| 비교예 11 | A(A'+ NH4OH) | NH4OH | △ | < 5 |
상기 표 2로부터, 비교예 11의 세정 조성물은 세정 수행 조건 하에서 대상막 표면을 실질적으로 손상시키지 않으나 불량한 세정력을 갖는 반면, 실시예 11 내지 14의 세정 조성물은 세정 수행 조건 하에서 대상막 표면을 실질적으로 손상시키지 않으면서, 동시에 우수한 세정력을 가짐을 확인하였다.
Claims (20)
- 용매 및 세정 촉진제를 포함하고,
산화제를 비포함하고,
상기 세정 촉진제는, 하기 화학식 1A로 표시된 염 및 하기 화학식 1B로 표시된 염 중 적어도 하나를 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물(cleaning composition for removing residues on surfaces):
<화학식 1A> <화학식 1B>
상기 화학식 1A 및 1B 중,
T 및 X는 서로 독립적으로, O 또는 S이고,
A는 N(Q1)(Q2)(Q3)(Q4) 또는 금속이고,
고리 CY1은 포화 5원환(saturated 5-membered ring), 포화 6원환, 포화 7원환 또는 포화 8원환이고,
화학식 1A 중 Y1은 C(R1)이고,
화학식 1B 중 Y1은 C이고,
Y2는 C(R0)(R1) 또는 N(R1)이고,
Y1과 Y2는 서로 단일 결합으로 연결되어 있고,
R0는 *-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q31)(Q32)이고,
R1 내지 R4는 서로 독립적으로,
수소, 중수소 또는 할로겐 원자;
*-O(Z11), *-S(Z11), *-C(=O)-O(Z11), *-C(=S)-O(Z11), *-C(=O)-S(Z11), *-C(=S)-S(Z11), *-O-(Z12)+, *-S-(Z12)+, *-C(=O)-O-(Z12)+, *-C(=S)-O-(Z12)+, *-C(=O)-S-(Z12)+, *-C(=S)-S-(Z12)+, 또는 *-N(R11)(R12); 또는
*-O(Z21), *-S(Z21), *-C(=O)-O(Z21), *-C(=S)-O(Z21), *-C(=O)-S(Z21), *-C(=S)-S(Z21), *-O-(Z22)+, *-S-(Z22)+, *-C(=O)-O-(Z22)+, *-C(=S)-O-(Z22)+, *-C(=O)-S-(Z22)+, *-C(=S)-S-(Z22)+, *-N(R21)(R22), 중수소, 할로겐 원자 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기;
이고,
Z11 및 Z21 각각은 수소이고,
Z12는 수소, N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14) 또는 금속이고,
Z22는 수소, N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24) 또는 금속이고,
Q1 내지 Q4, Q11 내지 Q14, Q21 내지 Q24, Q31, Q32, R11, R12, R21 및 R22는 서로 독립적으로, 수소, *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 또는 C6-C20아릴기이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 R31 내지 R33은 서로 독립적으로,
수소;
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH 또는 *-N(Q41)(Q42); 또는,
*-OH, *-SH, *-C(=O)-OH, *-C(=S)-OH, *-C(=O)-SH, *-C(=S)-SH, *-N(Q51)(Q52) 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기;
이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33) 중 m은 1 내지 30의 정수이고,
상기 *-[C(R31)(R32)]m-(R33)의 *-C(R31)(R32)-*' 중 적어도 하나는, 선택적으로(optionally), *-O-*', *-S-*' 또는 *-N(R31)-*'로 치환될 수 있고,
Q41, Q42, Q51 및 Q52는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기 또는 C6-C20아릴기이고,
n은 0 또는 1이고,
a1은 0 내지 10의 정수이고,
* 및 *' 각각은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
상기 용매가 물을 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 화학식 1B 중 n은 0인, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 화학식 1A 중,
Y2가 C(R0)(R1)이고,
R0는 *-OH 또는 *-SH이고,
R1은 수소인, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 화학식 1A 중,
Y2가 N(R1)이고,
R1은 수소인, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 화학식 1B의 R1 내지 R4 중 적어도 하나가,
*-C(=O)-O(Z11) 또는 *-C(=O)-O-(Z12)+; 또는
*-C(=O)-O(Z21) 또는 *-C(=O)-O-(Z22)+로 치환된 C1-C20알킬기;
이고,
상기 Z12는 N(Q11)(Q12)(Q13)(Q14)이고,
상기 Z22는 N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24)인, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 세정 촉진제가, 하기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물, 하기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 하기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 더 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물:
<화학식 1A(1)> <화학식 1B(1)>
<화학식 1P-1> <화학식 1P-2>
A-OH N(Q1)(Q2)(Q3)
상기 화학식 1A(1), 1B(1), 1P-1 및 1P-2 중 T, X, A, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, Q1 내지 Q3, n 및 a1 각각에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(1)의 Y1에 대한 설명은 제1항 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(1)의 Y1은 C이다. - 제1항에 있어서,
상기 세정 촉진제가 하기 화학식 1C 내지 13C으로 표시된 염 중 적어도 하나를 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물:
상기 화학식 1C 내지 13C 중,
X 및 A에 대한 설명은 각각 제1항에 기재된 바와 동일하고,
Z는 수소 또는 N(Q21)(Q22)(Q23)(Q24)이고,
Q21 내지 Q24 각각에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하다. - 제1항에 있어서,
상기 세정 촉진제의 함량이, 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물 100wt% 당 0.01wt% 내지 10wt%인, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
pH 조절제를 더 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
불소-함유 화합물 및 유기 용매를 비포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 표면 잔류물이, 금속 함유막에 대한 표면 처리 후, 상기 금속 함유막으로부터 분리되어 상기 금속 함유막 표면에 생성된 잔류물이고,
상기 표면 잔류물은 상기 금속 함유막으로부터 유래된 금속을 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제12항에 있어서,
상기 금속 함유막은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물. - 제12항에 있어서,
하기 화학식 1A(2)로 표시된 음이온 및 하기 화학식 1B(2)로 표시된 음이온 중 적어도 하나가, 상기 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와는 결합하고, 상기 금속 함유막에 포함된 금속 원자와는 결합하지 않는, 표면 잔류물 제거용 세정 조성물:
<화학식 1A(2)> <화학식 1B(2)>
상기 화학식 1A(2) 및 1B(2) 중 T, X, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, n 및 a1 각각에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(2)의 Y1에 대한 설명은 제1항 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(2)의 Y1은 C이다. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계; 및
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계;
를 포함한, 금속 함유막 세정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계가, 하기 화학식 1A(1)로 표시된 화합물 및 하기 화학식 1B(1)로 표시된 화합물 중 적어도 하나와 하기 화학식 1P-1로 표시된 화합물 및 하기 화학식 1P-2로 표시된 화합물 중 적어도 하나를 혼합하여 상기 세정 촉진제를 준비하는 단계를 포함한, 금속 함유막 제조 방법:
<화학식 1A(1)> <화학식 1B(1)>
<화학식 1P-1> <화학식 1P-2>
A-OH N(Q1)(Q2)(Q3)
상기 화학식 1A(1), 1B(1), 1P-1 및 1P-2 중 T, X, A, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, Q1 내지 Q3, n 및 a1 각각에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(1)의 Y1에 대한 설명은 제1항 중 화학식 1A의 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(1)의 Y1은 C이다. - 제15항에 있어서,
상기 표면 잔류물은, 상기 금속 함유막에 대한 표면 처리 후, 상기 금속 함유막으로부터 분리되어 상기 금속 함유막 표면에 생성된 잔류물이고,
상기 표면 잔류물은 상기 금속 함유막으로부터 유래된 금속을 포함하고,
상기 금속 함유막과 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과의 접촉 시, 하기 화학식 1A(2)로 표시된 음이온 및 하기 화학식 1B(2)로 표시된 음이온 중 적어도 하나가, 상기 표면 잔류물에 포함된 금속 원자와는 결합하고, 상기 금속 함유막에 포함된 금속 원자와는 결합하지 않는, 금속 함유막 세정 방법:
<화학식 1A(2)> <화학식 1B(2)>
상기 화학식 1A(2) 및 1B(2) 중 T, X, 고리 CY1, Y2, R0 내지 R4, n 및 a1 각각에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하고, 화학식 1A(2)의 Y1에 대한 설명은 제1항 중 화학식 1A 중 Y1에 대한 설명과 동일하고, 화학식 1B(2)의 Y1은 C이다. - 제15항에 있어서,
상기 금속 함유막은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 코발트 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 금속 함유막 세정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 금속 함유막을 추가 용매로 헹구는 단계를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 금속 함유막을 건조하여 상기 추가 용매를 제거하는 단계를 더 포함한, 금속 함유막 세정 방법. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 표면 잔류물 제거용 세정 조성물을 준비하는 단계;
기판 상에 제공되어 있고 표면 잔류물이 생성되어 있는 금속 함유막을 상기 표면 잔류물 제거용 세정 조성물과 접촉시키는 단계; 및
후속 공정(subsequent manufacturing process(es))을 수행하여 반도체 소자를 제작하는 단계;
를 포함한, 반도체 소자 제조 방법.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| EP23175263.5A EP4282945A3 (en) | 2022-05-27 | 2023-05-25 | Cleaning composition, method of cleaning metal-containing film and method of manufacturing semiconductor device |
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| CN202310605238.6A CN117127186A (zh) | 2022-05-27 | 2023-05-26 | 用于除去表面上残留物的清洁组合物及使用其清洁含有金属的膜和制造半导体器件的方法 |
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| KR1020230067189A KR20230165718A (ko) | 2022-05-27 | 2023-05-24 | 표면 잔류물 제거용 세정 조성물, 이를 이용한 금속 함유막 세정 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
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