세정 조성물 및 이를 이용한 기판의 세정방법
Cleaning composition and method of cleaning substrate using the same
특허 요약
본 발명은 용매, 계면활성제 및 산화제를 포함하는 세정 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 세정 조성물에 포함된 산화제는 탄소 함유 막 및 이로부터의 오염물의 적어도 일부의 표면을 산화하여 산소를 포함하는 친수성 결합을 형성하고, 이를 통해 막-오염물 간의 소수성-소수성 결합을 약화하고 조성물의 점도를 낮추어 세정 공정의 흐름성을 개선하고 세정 효율을 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 세정 조성물에 포함된 계면활성제는 탄소 함유 막 및 이에 유래된 오염물의 다른 일부의 표면과 강한 소수성 결합하여 막과 오염물 간 상호 반발력을 부여할 수 있으므로 세정 효율을 높이는 효과가 있다.
청구항
번호청구항
1

용매;2차원 sp2 결합 구조의 탄소 고리를 포함하는 소수성 탄소 함유 막의 일부 표면 및 상기 탄소 함유 막으로부터 유래되어 2차원 sp2 결합 구조의 탄소 고리를 포함하고 상기 탄소 함유 막에 소수성-소수성 결합된 잔해입자의 일부 표면을 산화시켜 C=O 및 C-O를 포함하는 친수성 작용기를 생성하는 산화제; 및계면활성제;를 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

2

제1항에 있어서, 상기 세정 조성물은 post CMP 세정 조성물인, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

3

제1항에 있어서, 상기 탄소 함유 막은 유기 탄소막, 비정질 탄소막(ACL, Amorphous carbon layer) 및 다결정 탄소막(Poly crystalline carbon layer) 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

4

제1항에 있어서, 상기 용매는 수계 용매 또는 극성의 비수계 용매를 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

5

삭제

6

제1항에 있어서, 상기 친수성 작용기는 O-(C=O)-O, C=O, O-C-O 및 O-C=O의 구조 중 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

7

제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 탄소 함유 막 및 상기 잔해입자 각각에 대해 소수성 결합을 형성하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

8

제1항에 있어서,상기 계면활성제는 상기 용매 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부로 포함되고,상기 산화제는 상기 용매 100 중량부에 대하여 0.003 내지 0.5 중량부로 포함되는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

9

제1항에 있어서, 상기 산화제는 적어도 하나 이상의 과산화 구조(-O-O-) 또는 과산 구조(-C(=O)-O-O-)를 구비하는 과산화물을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

10

제9항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소 및 요소-과산화수소; 나트륨 또는 칼륨의 과산화물; 벤질 과산화물; 디-t-부틸 과산화물; 과황산염; 과탄산염, 과염소산염, 과브롬산염, 과요오드산염 및 이들의 산; 과산화산 및 이의 염; 요오드산 및 이의 염; 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

11

제1항에 있어서,상기 계면활성제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 고분자형 계면활성제 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

12

제11항에 있어서,상기 고분자형 계면활성제는 양이온성 고분자 계면활성제, 음이온성 고분자 계면활성제, 양쪽성 고분자 계면활성제, 비이온성 고분자 계면활성제 및 이들의 조합 중 선택되는 적어도 1종 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

13

제11항에 있어서,상기 양이온성 계면활성제는 4급 암모늄 할로겐화물을 포함하고,상기 음이온성 계면활성제는 카르복시산염, 설폰산염, 황산에스테르염 및 인산에스테르염 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 양쪽성 계면활성제는 이미다졸린 유도체, 베타인, 설포베타인, 및 포스파타이드 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

14

제13항에 있어서,상기 양이온성 계면활성제는 벤제토늄 클로라이드(Benzethonium chloride), 옥테니딘 디하이드로클로라이드(Octenidine dihydrochloride), 세틸피리디늄 클로라이드(Cetylpyridinium chloride), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,상기 음이온성 계면활성제는 도데실벤젠 술폰산(DBSA, Dodecylbenzenesulfonic acid), 소듐 도데실 설페이트(SDS, Sodium dodecyl sulfate), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

15

제12항에 있어서,상기 양이온성 고분자 계면활성제는 반복 단위 구조 내에 선형 또는 가지형의 2급 아민 또는 4급 암모늄 할로겐화물을 포함하고,상기 음이온성 고분자 계면활성제는 반복 단위 구조 내에 카르복시산염, 설폰산염, 황산에스테르염 및 인산에스테르염 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 양쪽성 고분자 계면활성제는 반복 단위 구조 내에 이미다졸린 유도체, 베타인, 설포베타인 및 포스파타이드 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,상기 비이온성 고분자 계면활성제는 반복 단위 구조 내에 알코올, 아민, 에테르, 에스테르 및 아마이드 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 극성 작용기를 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

16

제15항에 있어서,상기 양이온성 고분자 계면활성제는 폴리에틸렌이민(PEI, Polyetyleneimine), 폴리다이알릴 디메틸 암모늄 클로라이드(PDADMAC, Polydiallyl dimethyl ammonium chloride), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,상기 음이온성 고분자 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA, Poly acrylic acid), 폴리스티렌 설포네이트(PSS, Polystyrene sulfonate), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하고,상기 비이온성 고분자 계면활성제는 폴리에틸렌 옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드-폴리에틸렌 옥사이드 블록 공중합체(PEO-PPO-PEO), 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(Octylphenoxypolyethoxyethanol), 폴리에틸렌 글리콜(PEG, Polyethylene glycol), 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(PNIPAM, Poly(N-isopropylacrylamide)), 하이드록실 에틸 셀룰로오스(HEC, Hydroxyl ethyl cellulose), 이들의 치환체 및 이들의 유도체 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는, 반도체 및/또는 디스플레이 기판용 탄소 함유 막을 세정하는 세정 조성물.

17

기판 상에 적어도 1층 이상의 2차원 sp2 결합 구조의 탄소 고리를 포함하는 탄소 함유 막을 형성하는 단계;상기 탄소 함유 막을 화학적-기계적 연마하여, 상기 탄소 함유 막 상에 상기 탄소 함유 막으로부터 유래되어 2차원 sp2 결합 구조의 탄소 고리를 포함하는 잔해입자를 생성하고, 상기 연마된 탄소 함유 막과 상기 잔해 입자는 모두 소수성 표면을 가져 소수성-소수성 결합된 단계; 및상기 연마된 탄소 함유 막에 대하여 용매, 산화제, 및 계면 활성제를 포함하는 청구항 1 내지 4 및 6 내지 16 중 하나의 청구항에 기재된 세정 조성물을 적어도 1회 이상 접촉하여 세정하여 화학적-기계적 연마 후 세정된 탄소 함유 막을 얻는 단계;를 포함하되,상기 세정된 탄소 함유 막은 FT-IR spectra에서 C=O 및 C-O 피크를 나타내는, 탄소 함유 막을 세정하는 방법.

18

제17항에 있어서, 상기 탄소 함유 막은 유기 탄소막, 비정질 탄소막(ACL, Amorphous carbon layer) 및 다결정 탄소막(Poly crystalline carbon layer) 중 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는, 탄소 함유 막을 세정하는 방법.

19

제17항에 있어서, 상기 세정 조성물은 post CMP 세정 조성물인, 탄소 함유 막을 세정하는 방법.