본 연구는 반도체 및 IT 산업분야의 세정공정에 많이 사용하는 화학물질 내의 금속오염이 반도체의 전기적특성에 어떤 영향을 주는지에 대한 실험이다. 세정 효율에 절대적 영향을 주는 물리 화학적 인자는 세정액, 오염종류, 실리콘 기판과 연계된 산화 환원 전위, Zeta 전위, ...
본 연구는 반도체 및 IT 산업분야의 세정공정에 많이 사용하는 화학물질 내의 금속오염이 반도체의 전기적특성에 어떤 영향을 주는지에 대한 실험이다. 세정 효율에 절대적 영향을 주는 물리 화학적 인자는 세정액, 오염종류, 실리콘 기판과 연계된 산화 환원 전위, Zeta 전위, 전기음성도가 큰 영향을 줄뿐 아니라 실리콘표면에 형성된 다양한 막질에 대한 식각 특성 유무에도 밀접한 관련이 있음은 널리 알려진 기술이다. 본 실험은 반도체 특성에 많은 영향을 주는 오염 인자 중 유형을 대표하는 Fe, Cu, Al에 대한 오염 모의실험을 실시하였다. 오염원이 있는 경우 Al은 실리콘 웨이퍼 상의 자연 산화막 내의 오염일 가능성이 크고, Fe는 자연 산화막과 실리콘 경계지역에 분포할 가능성이 큼을 확인 할 수 있었다. 그러나 Cu는 일정두께의 실리콘에 침투한 오염이 세정액의 조건에 따라 상당량 존재하는 특별한 경향성이 있음을 확인 하였다. 반도체 실리콘 기판과 연계된 표면오염에 관련된 평가는 대부분 TRXRF, SIMS, AUGER, XPS 등을 활용하고 있지만 109 atoms/㎠ 이하의 오염은 검증하기가 쉽지 않다. 실리콘표면 및 실리콘 두께 층등의 계면에 형성된 오염의 수준에 대한 검증도 화학적 시료전처리 방법과 AAS, ICP-MS 를 이용하면 쉽게 확인 할 수 있었다. 표면 오염의 경우는 자연 산화막 에칭 특성만을 가진 DHF 50:1∼ 100:1 수준의 스캐닝 용액을 사용하고, 계면과 실리콘 내부로 확산된 오염은 시료 전처리 시약의 새로운 조합의 결과로 확인한 결과 실리콘 에칭 특성이 있는 유기계+산화제+HF의 혼합 시약을 사용하면 가능함을 확인 하였다.
본 연구는 반도체 및 IT 산업분야의 세정공정에 많이 사용하는 화학물질 내의 금속오염이 반도체의 전기적특성에 어떤 영향을 주는지에 대한 실험이다. 세정 효율에 절대적 영향을 주는 물리 화학적 인자는 세정액, 오염종류, 실리콘 기판과 연계된 산화 환원 전위, Zeta 전위, 전기음성도가 큰 영향을 줄뿐 아니라 실리콘표면에 형성된 다양한 막질에 대한 식각 특성 유무에도 밀접한 관련이 있음은 널리 알려진 기술이다. 본 실험은 반도체 특성에 많은 영향을 주는 오염 인자 중 유형을 대표하는 Fe, Cu, Al에 대한 오염 모의실험을 실시하였다. 오염원이 있는 경우 Al은 실리콘 웨이퍼 상의 자연 산화막 내의 오염일 가능성이 크고, Fe는 자연 산화막과 실리콘 경계지역에 분포할 가능성이 큼을 확인 할 수 있었다. 그러나 Cu는 일정두께의 실리콘에 침투한 오염이 세정액의 조건에 따라 상당량 존재하는 특별한 경향성이 있음을 확인 하였다. 반도체 실리콘 기판과 연계된 표면오염에 관련된 평가는 대부분 TRXRF, SIMS, AUGER, XPS 등을 활용하고 있지만 109 atoms/㎠ 이하의 오염은 검증하기가 쉽지 않다. 실리콘표면 및 실리콘 두께 층등의 계면에 형성된 오염의 수준에 대한 검증도 화학적 시료전처리 방법과 AAS, ICP-MS 를 이용하면 쉽게 확인 할 수 있었다. 표면 오염의 경우는 자연 산화막 에칭 특성만을 가진 DHF 50:1∼ 100:1 수준의 스캐닝 용액을 사용하고, 계면과 실리콘 내부로 확산된 오염은 시료 전처리 시약의 새로운 조합의 결과로 확인한 결과 실리콘 에칭 특성이 있는 유기계+산화제+HF의 혼합 시약을 사용하면 가능함을 확인 하였다.
This work is focused on the effect of metal contamination in chemicals used for cleaning process in semiconductor manufacturing process. The well-known physical and chemical factors affecting cleaning efficiency are cleaning solution, classification of contaminants, redox potential related to silico...
This work is focused on the effect of metal contamination in chemicals used for cleaning process in semiconductor manufacturing process. The well-known physical and chemical factors affecting cleaning efficiency are cleaning solution, classification of contaminants, redox potential related to silicon wafer, zeta potential, and electronegativity of materials. Those techniques also influenced the etching characteristics of various thin layers on the wafer. In this experiment, a basic model for the effect of various contaminants on the semiconductor characteristics was proposed and studied using Fe, Cu, and Al, which are representing the most frequent and typical metal contaminants. For instance, Al can be contaminated in the natural oxide layer of silicon wafer. Fe can be distributed in the boundary layer of natural oxide and silicon substrate. On the contrary, Cu showed specular behavior and distribution over the penetrated layer of silicon wafer. Although the evalution of contamination has been carried out with TXRF, SIMS, Auger, and XPS, it is impossible to detect the level of contaminants, less than 109 atoms/cm2. In this matter, GFAAS and ICP-MS can be efficiently applied for the quantitative detection of the level formed on the boundary layer and surface of the wafer. For sample preparation, a scanning solution of diluted HF, 100:1, was used for the contaminants on the surface. In addition, a solution mixture of organic+oxidants+HF was developed for scanning solution to collect the contaminants distributed over the boundary layer and penetrated into silicon matrix.
This work is focused on the effect of metal contamination in chemicals used for cleaning process in semiconductor manufacturing process. The well-known physical and chemical factors affecting cleaning efficiency are cleaning solution, classification of contaminants, redox potential related to silicon wafer, zeta potential, and electronegativity of materials. Those techniques also influenced the etching characteristics of various thin layers on the wafer. In this experiment, a basic model for the effect of various contaminants on the semiconductor characteristics was proposed and studied using Fe, Cu, and Al, which are representing the most frequent and typical metal contaminants. For instance, Al can be contaminated in the natural oxide layer of silicon wafer. Fe can be distributed in the boundary layer of natural oxide and silicon substrate. On the contrary, Cu showed specular behavior and distribution over the penetrated layer of silicon wafer. Although the evalution of contamination has been carried out with TXRF, SIMS, Auger, and XPS, it is impossible to detect the level of contaminants, less than 109 atoms/cm2. In this matter, GFAAS and ICP-MS can be efficiently applied for the quantitative detection of the level formed on the boundary layer and surface of the wafer. For sample preparation, a scanning solution of diluted HF, 100:1, was used for the contaminants on the surface. In addition, a solution mixture of organic+oxidants+HF was developed for scanning solution to collect the contaminants distributed over the boundary layer and penetrated into silicon matrix.
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