KR102161019B1 - Composition for etching titanium nitrate layer-tungsten layer containing laminate, method for etching using the same and semiconductor device manufactured by using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 질화티타늄막과 텅스텐막의 식각선택비를 약 1로 유지할 수 있고, 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없으며, 우수한 라이프 타임을 갖는 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물, 이를 이용한 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체의 식각방법 그리고 이를 포함하는 반도체 소자가 제공된다.In the present invention, the etch selectivity of the titanium nitride film and the tungsten film can be maintained at about 1, there is no decrease in the etch rate even when used for a long time in a high temperature process, and an etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film having an excellent life time, A method of etching a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film using the same, and a semiconductor device including the same are provided.

Description

질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물, 이를 이용한 식각 방법 및 이로부터 제조된 반도체 소자{COMPOSITION FOR ETCHING TITANIUM NITRATE LAYER-TUNGSTEN LAYER CONTAINING LAMINATE, METHOD FOR ETCHING USING THE SAME AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURED BY USING THE SAME}Etching composition for a laminate of a titanium nitride layer and a tungsten layer, an etching method using the same, and a semiconductor device manufactured therefrom BACKGROUND OF THE INVENTION 1.

본 발명은 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물, 이를 이용한 식각 방법 및 이로부터 제조된 반도체 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자의 제조공정에서 질화티타늄막과 텅스텐막의 식각속도가 동일하여, 질화티타늄막에 대한 텅스텐막의 식각선택비 1을 유지하고 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없는, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물, 이를 이용한 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체의 식각 방법 및 이로부터 식각된 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film, an etching method using the same, and a semiconductor device manufactured therefrom. More specifically, the etching rate of the titanium nitride film and the tungsten film is the same in the semiconductor device manufacturing process. , An etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film, which maintains the etch selectivity 1 of the tungsten film with respect to the titanium nitride film and does not decrease the etch rate even when used for a long time in a high temperature process, and the laminate of the titanium nitride film and the tungsten film using the same. The present invention relates to an etching method and a semiconductor device including a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film etched therefrom.

반도체 직접회로의 습식공정에서 질화티타늄막(TiN)과 텅스텐막(W)을 동일한 속도로 식각하기 위해 종래 인산, 질산 및 초산의 혼합용액이 식각 조성물로서 사용되었다. 상기와 같은 식각 조성물을 이용하여 습식 식각시, 상온공정은 질화티타늄막 대비 텅스텐막의 선택비를 유지할 수 있고, 장시간 사용시에도 식각속도 저하와 같은 문제점이 발생하지 않는다. 그러나, 고온공정에 대비하여 식각속도가 현저히 낮아 시간적, 경제적 측면에서 바람직하지 않다. 또, 질화티타늄막과 텅스텐막을 동일한 속도로 습식 식각하기 위해서는 고온공정이 바람직하지만, 종래의 식각 조성물은 높은 공정온도에서 습식식각을 수행할 때 식각 조성물 중 초산과 질산이 증발하여 질화티타늄막 대비 텅스텐막의 선택비를 일정하게 유지할 수 없으며, 장시간 사용시 식각속도가 현저히 감소하는 문제점이 있다. 또 이와 같은 문제점으로 인해 종래의 식각 조성물은 1회 공정 후 새로운 식각액으로 교체 사용해야 함으로 시간적, 경제적 측면에서 많은 제약이 있다. In order to etch the titanium nitride film (TiN) and the tungsten film (W) at the same rate in the wet process of a semiconductor integrated circuit, a conventional mixed solution of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid was used as the etching composition. During wet etching using the above etching composition, the room temperature process can maintain the selectivity of the tungsten layer compared to the titanium nitride layer, and there is no problem such as a decrease in the etching rate even when used for a long time. However, compared to the high-temperature process, the etching rate is significantly lower, which is not preferable in terms of time and economy. In addition, in order to wet-etch the titanium nitride film and the tungsten film at the same rate, a high-temperature process is preferable. However, in the conventional etching composition, when wet etching is performed at a high process temperature, acetic acid and nitric acid in the etching composition evaporate and tungsten compared to the titanium nitride film. There is a problem in that the selectivity of the film cannot be kept constant, and the etching rate is significantly reduced when used for a long time. In addition, due to such problems, there are many limitations in terms of time and economy because the conventional etching composition must be replaced with a new etching solution after one process.

이에 따라 반도체소자의 제조공정에서 질화티타늄막(TiN)과 텅스텐막(W)의 식각속도가 동일하여, 질화티타늄막에 대한 텅스텐막의 식각선택비 1을 유지하고 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없는 식각 조성물의 개발이 요구된다.Accordingly, the etching rate of the titanium nitride layer (TiN) and the tungsten layer (W) is the same in the manufacturing process of the semiconductor device, so that the etch selectivity of the tungsten layer to the titanium nitride layer is maintained, and the etching rate is reduced even when used for a long time in a high temperature process. Development of an etching composition without deterioration is required.

일본공개 제2008-536312호 (2008.09.04 공개)Japanese Publication No. 2008-536312 (released on September 4, 2008) 일본공개 제2004-0315887호 (2004.11.11 공개)Japanese Publication No. 2004-0315887 (published on November 11, 2004) 한국공개 제2013-0050829호 (2013.05.16 공개)Korea Publication No. 2013-0050829 (released on May 16, 2013)

이에 본 발명의 목적은 반도체소자의 제조공정에서 질화티타늄막(TiN)과 텅스텐막(W)의 식각속도가 동일하여, 질화티타늄막에 대한 텅스텐막의 식각선택비 1을 유지하고, 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없으며, 개선된 라이프 타임(life time)을 갖는, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to maintain the etching selectivity 1 of the tungsten layer to the titanium nitride layer by maintaining the same etching rate of the titanium nitride layer (TiN) and the tungsten layer (W) in the manufacturing process of a semiconductor device, and for a long time in a high temperature process. It is to provide an etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film, which does not decrease the etch rate even when used and has an improved life time.

본 발명의 다른 목적은 상기 식각 조성물을 이용하는 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 식각하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of etching a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film using the etching composition.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 식각 방법에 의해 식각된 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 포함하는 반도체 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device including a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film etched by the above etching method.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물은, (a) 인산 50 내지 80중량%, (b) 질산 5 내지 20중량%, (c) 암모늄계 화합물 0.01 내지 10 중량% 및 (d) 잔부량의 용매를 포함한다. The etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film according to an embodiment of the present invention includes (a) 50 to 80% by weight of phosphoric acid, (b) 5 to 20% by weight of nitric acid, and (c) 0.01 to 10% by weight of an ammonium compound. % And (d) the balance of the solvent.

상기 (c) 암모늄계 화합물은 암모늄설페이트(ammonium sulfate), 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate), 수산화암모늄(Ammonium hydroxide), 염화암모늄(ammonium chloride), 인산암모늄(ammonium phosphate), 질산암모늄(ammonium nitrate, AN) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. The (c) ammonium compounds include ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium hydroxide, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium nitrate, AN) and a mixture thereof may be selected from the group consisting of.

상기 식각 조성물은 과요오드산(Periodic acid), 요오드산(Iodic acid), 오르쏘과요오드산(orthoperiodoc acid), 하이포아요오드산(hypoiodous acid), 염소산(chloric acid), 과염소산(percholic acid), 차아염소산(hypochlorous acid), 아염소산(chlorous acid), 과브롬산(perbromic acid), 브롬산(bromic acid), 아브롬산(bromous acid), 메탄설폰산(Methanesulfonic acid), 파라-톨루엔설폰산(Para-toluene sulfonic acid) 에탄술폰산(Ethanesulfonic acid), 1-헥산술폰산(1-Hexanesulfonic acid), 1-옥탄술폰산(1-Octanesulfonic acid), 벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 보조산화제를 더 포함할 수 있다.The etching composition includes periodic acid, iodic acid, ortho periodic acid, hypoiodous acid, chloric acid, percholic acid, and hypochlorous acid. Hypochlorous acid, chlorous acid, perbromic acid, bromic acid, bromous acid, methanesulfonic acid, para-toluenesulfonic acid ( Para-toluene sulfonic acid) Selected from the group consisting of ethanesulfonic acid, 1-Hexanesulfonic acid, 1-Octanesulfonic acid, Benzenesulfonic acid, and mixtures thereof It may further include a secondary oxidizing agent.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체의 식각 방법은, 상기한 식각 조성물을 이용하여 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 식각하는 단계를 포함한다.A method of etching a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film according to another embodiment of the present invention includes etching the laminate of the titanium nitride film and the tungsten film using the above etching composition.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자는, 상기 식각 방법에 의하여 식각된, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 포함한다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film, etched by the above etching method.

기타 본 발명의 실시예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of the embodiments of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명에 따른 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물은 반도체소자의 제조공정에서 질화티타늄막(TiN)과 텅스텐막(W)의 식각속도가 동일하여, 질화티타늄막에 대한 텅스텐막의 식각선택비 1을 유지하고 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없으며, 개선된 라이프 타임을 갖는다. The etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film according to the present invention has the same etch rate of the titanium nitride film (TiN) and the tungsten film (W) in the manufacturing process of the semiconductor device, so that the etching selectivity of the tungsten film to the titanium nitride film 1 is maintained and there is no decrease in etching rate even when used for a long time in a high temperature process, and has an improved life time.

도 1은 70℃ 고온에서 식각 조성물의 노출시간에 따른 질화티타늄막(TiN)의 식각속도 변화를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 70℃의 고온에서 식각 조성물의 노출시간에 따른 텅스텐막(W)의 식각속도 변화를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the result of observing the change in the etching rate of a titanium nitride film (TiN) according to the exposure time of the etching composition at a high temperature of 70 ℃.
2 is a graph showing the result of observing the change in the etch rate of the tungsten film W according to the exposure time of the etching composition at a high temperature of 70°C.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서에서 층, 막, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 '위에' 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 '바로 위에' 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 '아래에' 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 아래에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 '바로 아래'에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the present specification, when a portion such as a layer, a film, a region, or a substrate is said to be'on' another portion, this includes not only a case immediately above the other portion, but also a case where another portion is in the middle. On the other hand, when a part is said to be'right above' another part, it means that there is no other part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, a film, a region, or a substrate is said to be'below' another part, this includes not only the case just below the other part, but also the case where another part is in the middle. On the other hand, when a part is said to be'right below' another part, it means that there is no other part in the middle.

본 발명의 일 실시예에 따른 질화티타늄(TiN)막 및 텅스텐(W)막의 적층체용 식각 조성물은, (a) 인산 50 내지 80중량%, (b) 질산 5 내지 20중량%, (c) 암모늄계 화합물 0.01 내지 10중량% 및 (d) 잔부량의 용매를 포함한다.The etching composition for a laminate of a titanium nitride (TiN) film and a tungsten (W) film according to an embodiment of the present invention includes (a) 50 to 80% by weight of phosphoric acid, (b) 5 to 20% by weight of nitric acid, (c) ammonium 0.01 to 10% by weight of the system compound and (d) the remainder of the solvent.

상기 식각 조성물에 있어서 (a) 인산은 티타늄 금속 질화물 및 텅스텐 금속을 분해시키는 역할을 한다.In the etching composition, (a) phosphoric acid serves to decompose titanium metal nitride and tungsten metal.

이와 같은 인산은 식각 조성물 총 중량에 대하여 50 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 상기 식각 조성물에서 인산의 함량이 50중량% 미만인 경우 질화티타늄막 및 텅스텐막에 대한 식각이 현저히 줄어들 수 있고, 또 상기 인산의 함량이 80중량%를 초과하는 경우, 과식각 발생의 우려가 있다. 과식각의 우려없이 보다 우수한 식각 효과를 얻을 수 있는 점에서 상기 인산은 식각 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 80중량%로 포함되는 바람직할 수 있다.Such phosphoric acid may be included in an amount of 50 to 80% by weight based on the total weight of the etching composition. When the phosphoric acid content in the etching composition is less than 50% by weight, etching of the titanium nitride layer and the tungsten layer may be significantly reduced, and when the phosphoric acid content exceeds 80% by weight, there is a concern of overetching. The phosphoric acid may be preferably contained in an amount of 60 to 80% by weight based on the total weight of the etching composition in that a more excellent etching effect can be obtained without fear of overetching.

상기 (b) 질산은 텅스텐계 금속과 반응하여 산화물을 형성하고, 텅스텐계 금속과 티타늄계 금속의 식각속도를 증가시키는 역할을 한다. 또 상기 (a) 인산과 함께 식각속도와 스톱비를 제어하는 역할을 한다.The (b) nitric acid reacts with the tungsten-based metal to form an oxide, and serves to increase the etching rate of the tungsten-based metal and the titanium-based metal. In addition, it plays a role of controlling the etch rate and stop ratio together with (a) phosphoric acid.

이와 같은 질산은 식각 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 식각 조성물에서 질산의 함량이 5중량% 미만이면 식각 효과가 저하될 우려가 있고, 20중량%를 초과하면 식각 속도의 과도한 증가로 식각 제어가 어려울 수 있다. 식각 속도의 용이한 제어 및 보다 우수한 식각 효과를 고려할 때 상기 질산은 식각 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.Such nitric acid may be included in an amount of 5 to 20% by weight based on the total weight of the etching composition. If the content of nitric acid in the etching composition is less than 5% by weight, the etching effect may be deteriorated, and if it exceeds 20% by weight, etching control may be difficult due to an excessive increase in the etching rate. In consideration of easy control of the etching rate and better etching effect, the nitric acid may preferably be included in an amount of 5 to 10% by weight based on the total weight of the etching composition.

일반적으로 티타늄(Ti)은 염기성이 높은 경우에 식각이 잘 된다. 그러나 종래 식각액 조성물은 질산, 인산 및 초산을 포함하여 산성을 띄기 때문에 Ti에 적용하기가 어려웠다. 이에 대해 상기 (c) 암모늄계 화합물을 식각 조성물 중에 포함시킴으로써 산화제의 산화력을 극대화하여 습식 식각 공정시 식각 속도를 증가시키는 동시에 식각 불균일을 개선시키는 역할을 한다. In general, titanium (Ti) is well etched when it has high basicity. However, the conventional etching solution composition is difficult to apply to Ti because it is acidic, including nitric acid, phosphoric acid and acetic acid. On the other hand, by including the (c) ammonium-based compound in the etching composition, the oxidizing power of the oxidizing agent is maximized, thereby increasing the etching rate during the wet etching process and improving etching non-uniformity.

상기 (c) 암모늄계 화합물은 암모늄 양이온을 포함하는 화합물로서 구체적으로는 암모늄설페이트(ammonium sulfate, APS), 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate), 수산화암모늄(Ammonium hydroxide), 염화암모늄(ammonium chloride, AC), 인산암모늄(ammonium phosphate, AP), 질산암모늄(ammonium nitrate, AN) 등일 수 있으며, 이중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. The (c) ammonium-based compound is a compound containing an ammonium cation, specifically, ammonium sulfate (APS), ammonium persulfate, ammonium hydroxide, and ammonium chloride (AC) , Ammonium phosphate (AP), ammonium nitrate (AN), and the like, and one of them alone or a mixture of two or more may be used.

상기와 같은 암모늄계 화합물은 식각 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 식각 조성물에서 암모늄계 화합물의 함량이 0.01중량% 미만이면 식각 속도 증가 및 식각 불균일 개선 효과가 미미하고, 10중량%를 초과하면 식각 속도의 과도한 증가로 식각 제어가 어려우며 식각 불균일 발생의 우려가 있다. 식각 속도의 용이한 제어 및 보다 우수한 식각 불균일 개선 효과를 고려할 때 상기 암모늄계 화합물은 식각 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 1중량%로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.The ammonium-based compound as described above may be included in an amount of 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the etching composition. If the amount of the ammonium compound in the etching composition is less than 0.01% by weight, the effect of increasing the etching rate and improving the etching non-uniformity is insignificant. . In consideration of the easy control of the etch rate and the better effect of improving etch non-uniformity, the ammonium-based compound may preferably be contained in an amount of 0.1 to 1% by weight based on the total weight of the etching composition.

상기 식각 조성물은 상기한 성분들 이외에 잔부의 함량으로 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 물일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The etching composition may further include a solvent in an amount of the remainder in addition to the above components. The solvent may be water, but the present invention is not limited thereto.

또, 상기 식각 조성물은 보조산화제로서 과요오드산(Periodic acid), 요오드산(Iodic acid), 오르쏘과요오드산(orthoperiodoc acid), 하이포아요오드산(hypoiodous acid), 염소산(chloric acid), 과염소산(percholic acid), 차아염소산(hypochlorous acid), 아염소산(chlorous acid), 과브롬산(perbromic acid), 브롬산(bromic acid), 또는 아브롬산(bromous acid) 등의 할로겐의 옥소산(oxoacid); 메탄설폰산(Methanesulfonic acid), 파라-톨루엔설폰산(Para-toluene sulfonic acid) 에탄술폰산(Ethanesulfonic acid), 1-헥산술폰산(1-Hexanesulfonic acid), 1-옥탄술폰산(1-Octanesulfonic acid) 또는 벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid) 등의 설폰산계 화합물; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있다. In addition, the etching composition is a secondary oxidizing agent such as periodic acid, iodic acid, ortho periodic acid, hypoiodous acid, chloric acid, and perchloric acid. halogenated oxo acids such as percholic acid, hypochlorous acid, chlorous acid, perbromic acid, bromic acid, or bromous acid ; Methanesulfonic acid, Para-toluene sulfonic acid Ethanesulfonic acid, 1-Hexanesulfonic acid, 1-Octanesulfonic acid or benzene Sulfonic acid compounds such as benzenesulfonic acid; And it may further include those selected from the group consisting of a mixture thereof.

또, 상기 식각 조성물은 pH 조절을 위하여 필요에 따라 알칼리성 화합물 또는 상기 인산 및 질산 이외의 산을 더 첨가할 수 있다. In addition, the etching composition may further add an alkaline compound or an acid other than the phosphoric acid and nitric acid as needed for pH adjustment.

상기 알칼리성 화합물은 암모니아, 아민 또는 테트라알킬 암모늄 수산화물, 함질소 복소환식 화합물 등일 수 있다. 또 상기 인산 및 질산 이외의 산은 규산, 불산, 붕산, 염산, 황산, 질산, 과염소산 등의 무기산, 또는 카르본산, 유기 아인산, 유기 술폰산 등의 유기산을 들 수 있다.The alkaline compound may be ammonia, an amine or tetraalkyl ammonium hydroxide, a nitrogen-containing heterocyclic compound, or the like. The acids other than the phosphoric acid and nitric acid include inorganic acids such as silicic acid, hydrofluoric acid, boric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, or organic acids such as carboxylic acid, organic phosphorous acid, and organic sulfonic acid.

또한, 상기 식각 조성물은 식각된 잔사를 제거하기 위하여 필요에 따라 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제를 모두 사용할 수 있다. 상기 양이온성 계면활성제로는 C8H17NH2 등의 아민류를 들 수 있고, 상기 음이온성 계면활성제로는 C8H17COOH 등의 탄화수소계 카르복실산, C8H17SO3H 등의 탄화수소계 술폰산, H(CF2)6COOH 등의 불소계 카르복시산 등을 들 수 있고, 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등의 에테르류를 들 수 있다.In addition, the etching composition may further include a surfactant as necessary to remove the etched residue. As the surfactant, anionic surfactant, cationic surfactant, or nonionic surfactant may be used. Examples of the cationic surfactant include amines such as C 8 H 17 NH 2 , and examples of the anionic surfactant include hydrocarbon-based carboxylic acids such as C 8 H 17 COOH, and C 8 H 17 SO 3 H. Hydrocarbon-based sulfonic acids and fluorine-based carboxylic acids such as H(CF 2 ) 6 COOH, and the like. Examples of the nonionic surfactant include ethers such as polyoxyalkylene alkyl ethers.

상기와 같은 구성을 갖는 식각 조성물은 반도체소자의 제조공정에서 질화티타늄(TiN)막과 텅스텐(W)막의 적층체에 대한 식각시 질화티타늄막과 텅스텐막의 식각속도가 동일하여 질화티타늄막에 대한 텅스텐막의 식각선택비 1을 유지하고, 고온공정에서 장시간 사용시에도 식각속도의 저하가 없으며, 개선된 라이프 타임을 갖는다.The etching composition having the above-described configuration has the same etching rate for the titanium nitride (TiN) layer and the tungsten (W) layer when etching the stack of the titanium nitride (TiN) layer and the tungsten (W) layer in the manufacturing process of the semiconductor device. It maintains the etch selectivity 1 of the film, does not decrease the etch rate even when used for a long time in a high temperature process, and has an improved life time.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기한 식각 조성물을 이용한 질화티타늄(TiN)막 및 텅스텐(W)막의 적층체를 식각하는 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a method of etching a laminate of a titanium nitride (TiN) layer and a tungsten (W) layer using the above etching composition is provided.

구체적으로, 상기 식각 방법은 상기 질화티타늄막 및 텅스텐막을 기판 위에 순차적으로 형성하여 적층체를 제조하는 단계, 그리고 상기 식각 조성물을 상기 적층체에 가하여 식각을 실시하는 단계를 포함하며, 상기 식각 완료 후 잔류하는 식각 조성물을 제거하는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.Specifically, the etching method includes forming a laminate by sequentially forming the titanium nitride film and a tungsten film on a substrate, and performing etching by adding the etching composition to the laminate, and after completion of the etching It may optionally further include removing the remaining etching composition.

상기 기판은 바람직하게 반도체 웨이퍼일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 기판은 어느 것이나 사용 가능하다.The substrate may preferably be a semiconductor wafer, but the present invention is not limited thereto, and any substrate commonly used in the technical field of the present invention may be used.

상기 기판에 대한 질화티타늄막과 텅스텐막은 통상의 질화티타늄막 및 텅스텐 금속막의 형성 방법에 따라 형성될 수 있으며, 질화티타늄막과 텅스텐막의 형성 순서는 특별히 제한되지 않는다. The titanium nitride film and the tungsten film for the substrate may be formed according to a conventional method of forming a titanium nitride film and a tungsten metal film, and the order of forming the titanium nitride film and the tungsten film is not particularly limited.

또, 상기 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체에 대한 식각 조성물의 처리 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 도포, 침적, 분무 또는 분사 등의 방법일 수 있고, 특히 경시적인 조성 변화가 적고 식각 속도의 변화가 적다는 장점이 있는 침적하는 방법(배치식 장치) 또는 분사하는 방법(매엽식 장치)을 바람직하게 이용할 수 있다.In addition, the method of treating the etching composition for the laminate of the titanium nitride layer and the tungsten layer is not particularly limited, and may be, for example, coating, dipping, spraying or spraying, and in particular, there is little change in composition over time and etching A method of immersion (batch type device) or a method of spraying (sheet wafer type device), which has the advantage of small change in speed, can be preferably used.

상기 식각 조성물의 적용 온도는 특별히 한정되지는 않으나, 구체적으로는 60 내지 80℃일 수 있으며, 상기 온도 범위 내에서 상기 식각 조성물을 적용시 상기 질화티타늄막과 텅스텐막의 동시 식각에 보다 유리할 수 있다. The application temperature of the etching composition is not particularly limited, but may be specifically 60 to 80°C, and when the etching composition is applied within the temperature range, it may be more advantageous for simultaneous etching of the titanium nitride layer and the tungsten layer.

상기 식각 공정의 완료 후에는 잔류하는 상기 식각 조성물에 대해 초순수 등을 이용한 제거 공정 및 식각이 완료된 적층체에 대한 건조 공정이 실시될 수 있다. 상기 제거 공정 및 건조 공정은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다.After completion of the etching process, a removal process using ultrapure water or the like for the remaining etching composition and a drying process on the etched laminate may be performed. The removal process and drying process may be performed according to a conventional method.

상기와 같은 식각 방법은 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체를 포함하는 반도체 소자의 제조방법에도 적용될 수 있다. The etching method as described above can also be applied to a method of manufacturing a semiconductor device including a laminate of a titanium nitride layer and a tungsten layer.

구체적으로는, 기판 상에 텅스텐막을 형성하는 단계; 상기 텅스텐막 상에 질화티타늄막을 형성하여 질화티타늄막-텅스텐막의 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체의 질화티타늄막 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 상기 반사 방지막 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트막을 노광, 현상하여 반사방지막을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 노출되는 상기 반사방지막과 질화티타늄막-텅스텐막의 적층체를 상기한 식각 조성물을 이용하여 식각하는 단계를 포함한다. Specifically, forming a tungsten film on the substrate; Forming a titanium nitride film on the tungsten film to form a titanium nitride film-tungsten film laminate; Forming an antireflection film on the titanium nitride film of the laminate; Forming a photoresist film on the antireflection film; Exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern exposing the antireflection layer; And etching the laminate of the antireflection layer and the titanium nitride layer-tungsten layer exposed by using the photoresist pattern as an etching mask using the above etching composition.

상기한 식각 조성물은 앞서 설명한 바와 동일하며, 상기 반도체 소자의 제조방법은 상기 식각 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다.The etching composition described above is the same as described above, and the method of manufacturing the semiconductor device may be carried out according to a conventional method except for using the etching composition.

이에 따라 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 상기한 식각 방법을 이용하여 제조된 반도체 소자를 제공한다. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, a semiconductor device manufactured using the above-described etching method is provided.

이때 상기 반도체 소자의 종류는 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체를 포함하는 한 특별히 한정되지 않는다. At this time, the type of the semiconductor device is not particularly limited as long as it includes a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.

[제조예: 식각 조성물의 제조][Production Example: Preparation of etching composition]

하기 표 1에 기재된 바와 같이 배합을 달리하면서 실시제조예 및 비교제조예의 식각 조성물을 각각 제조하였다.As described in Table 1 below, the etching compositions of Example Preparation Example and Comparative Preparation Example were prepared while varying the formulation.

식각 조성물의 조성(중량%)Composition of etching composition (% by weight) 인산Phosphoric acid 질산nitric acid 암모늄계 화합물
APS
Ammonium compound
APS
초산Acetic acid water
실시제조예1Preparation Example 1 6565 1515 1One -- 잔부량Balance 실시제조예2Preparation Example 2 6565 14.714.7 0.10.1 -- 잔부량Balance 비교제조예1Comparative Production Example 1 7272 1.91.9 -- 13.613.6 잔부량Balance

상기 표 1에서 APS는 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate)이다
In Table 1, APS is ammonium persulfate.

[시험예: 식각특성 평가][Test Example: Etching Characteristics Evaluation]

하기 표 2 및 3에 기재된 바와 같은 조건으로 상기 실시제조예 및 비교제조예에서 제조한 식각 조성물을 이용하여 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체가 형성된 기판에 대해 식각을 실시하고, 식각 속도 및 식각선택비를 평가하였다. Etching was performed on the substrate on which the laminate of the titanium nitride film and the tungsten film was formed by using the etching composition prepared in the Example Preparation Example and Comparative Preparation Example under the conditions as described in Tables 2 and 3 below, and the etching rate and etching selectivity Was evaluated.

구체적으로는, 상기 실시제조예 및 비교제조예에서 제조한 식각 조성물을 각각 비이커에 넣고 70℃ 온도에서 식각 조성물을 노출시켰다. 노출 후 3~24시간까지 3시간 단위로 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체가 형성된 기판을 식각 조성물에 침지하여, 식각 조성물의 70℃ 고온에서 노출시간에 따른 식각 속도 및 선택비를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 3에 나타내었다.Specifically, the etching compositions prepared in Example Preparation Example and Comparative Preparation Example were placed in a beaker, respectively, and the etching composition was exposed at a temperature of 70°C. The substrate on which the titanium nitride layer and the tungsten layer were formed was immersed in the etching composition for 3 to 24 hours after exposure, and the etching rate and selectivity were measured according to the exposure time at 70° C. of the etching composition. The results are shown in Tables 2 and 3 below.

이때 식각 속도는 엘립소미트리(Nano-View, SE-MG-1000; Ellipsometery)를 이용하여 질화티타늄막 및 텅스텐막의 두께를 측정함으로써 결정하였으며, 선택비(TiN/W)는 하기 수학식 1에 의하여 계산하였다:At this time, the etch rate was determined by measuring the thickness of the titanium nitride film and the tungsten film using an ellipsometric tree (Nano-View, SE-MG-1000; Ellipsometery), and the selectivity (TiN/W) was determined by Equation 1 below. Was calculated:

Figure 112013113800887-pat00001
Figure 112013113800887-pat00001

상기 수학식 1에서, A는 텅스텐막의 식각 속도, B는 질화티타늄막의 식각 속도, C는 선택비이다.In Equation 1, A is the etching rate of the tungsten layer, B is the etching rate of the titanium nitride layer, and C is the selectivity ratio.

식각 조성물Etching composition 평가evaluation 식각 조성물의 노출시간
(시간)
Exposure time of etching composition
(time)
식각속도(Å/min)Etching speed (Å/min) 선택비
(TiN/W)
Selection ratio
(TiN/W)
질화티타늄막
(TiN)
Titanium nitride film
(TiN)
텅스텐막
(W)
Tungsten film
(W)
실시예1Example 1 실시제조예1Preparation Example 1 -- 7.677.67 8.878.87 0.860.86 실시예2Example 2 "" 33 7.047.04 8.508.50 0.830.83 실시예3Example 3 "" 66 7.257.25 7.757.75 0.930.93 실시예4Example 4 "" 99 6.806.80 7.217.21 0.940.94 실시예5Example 5 "" 1212 6.246.24 6.816.81 0.920.92 실시예6Example 6 "" 1515 6.346.34 6.646.64 0.950.95 실시예7Example 7 "" 1818 6.126.12 6.276.27 0.980.98 실시예8Example 8 "" 2121 6.026.02 5.845.84 1.031.03 실시예9Example 9 "" 2424 5.715.71 5.235.23 1.091.09 실시예10Example 10 실시제조예2Preparation Example 2 -- 6.876.87 7.537.53 0.910.91 실시예11Example 11 "" 33 6.856.85 7.487.48 0.920.92 실시예12Example 12 "" 66 6.806.80 7.527.52 0.900.90 실시예13Example 13 "" 99 6.816.81 7.557.55 0.900.90 실시예14Example 14 "" 1212 6.856.85 7.407.40 0.930.93 실시예15Example 15 "" 1515 6.486.48 6.926.92 0.940.94 실시예16Example 16 "" 1818 6.346.34 6.516.51 0.970.97 실시예17Example 17 "" 2121 6.026.02 5.745.74 1.051.05 실시예18Example 18 "" 2424 5.985.98 5.695.69 1.051.05

식각 조성물Etching composition 평가evaluation 식각 조성물의 노출시간
(시간)
Exposure time of etching composition
(time)
식각속도(Å/min)Etching speed (Å/min) 선택비
(TiN/W)
Selection ratio
(TiN/W)
질화티타늄막
(TiN)
Titanium nitride film
(TiN)
텅스텐막
(W)
Tungsten film
(W)
비교예1Comparative Example 1 비교제조예1Comparative Production Example 1 -- 6.586.58 6.476.47 1.021.02 비교예2Comparative Example 2 "" 33 6.676.67 6.366.36 1.051.05 비교예3Comparative Example 3 "" 66 6.496.49 6.216.21 1.041.04 비교예4Comparative Example 4 "" 99 5.325.32 4.594.59 1.161.16 비교예5Comparative Example 5 "" 1212 4.194.19 2.472.47 1.701.70 비교예6Comparative Example 6 "" 1515 4.134.13 2.342.34 1.761.76 비교예7Comparative Example 7 "" 1818 3.983.98 2.022.02 1.971.97 비교예8Comparative Example 8 "" 2121 4.014.01 1.921.92 2.092.09 비교예9Comparative Example 9 "" 2424 3.833.83 1.861.86 2.062.06

상기 표 2 및 3에 나타난 바와 같이, 비교예 1 내지 9에서 사용된 비교제조예1의 식각 조성물의 경우 노출 6시간 이후부터 질화티타늄막에 대비하여 텅스텐막의 식각속도가 크게 저하되면서, 선택비 측면에서도 악영향을 초래하였다. 그러나 실시예 1 내지 9, 및 실시예 10 내지 18에서 사용된 실시제조예 1 및 2의 식각 조성물의 경우 노출 후 24시간까지 질화티타늄막 및 텅스텐막에 대한 식각속도의 저하가 거의 발생하지 않았으며, 질화티타늄막 대비 텅스텐막의 식각 선택비도 1 내외를 유지하였다. 이와 같은 결과로부터 실시제조예 1 및 2의 식각 조성물이 비교제조예의 식각 조성물에 비해 보다 개선된 라이프 타임을 가짐을 확인할 수 있다.As shown in Tables 2 and 3, in the case of the etching composition of Comparative Preparation Example 1 used in Comparative Examples 1 to 9, the etching rate of the tungsten film was significantly lowered compared to the titanium nitride film from 6 hours after exposure, and the selectivity was side It also caused adverse effects. However, in the case of the etching compositions of Examples 1 and 2 used in Examples 1 to 9 and Examples 10 to 18, the etching rate of the titanium nitride film and the tungsten film hardly decreased until 24 hours after exposure. , The etch selectivity of the tungsten film compared to the titanium nitride film was also maintained around 1. From these results, it can be confirmed that the etching compositions of Examples 1 and 2 have an improved life time compared to the etching compositions of Comparative Preparation Examples.

상기 식각 조성물의 노출시간에 따른 식각속도의 변화를 관찰한 결과를 도 1 및 2에 나타내었다.The results of observing the change of the etching rate according to the exposure time of the etching composition are shown in FIGS. 1 and 2.

도 1은 70℃ 고온에서 식각 조성물의 노출시간에 따른 질화타타늄(TiN)막 의 식각속도를 보여주는 그래프이고, 도 2는 70℃의 고온에서 식각 조성물의 노출시간에 따른 텅스텐(W) 막의 식각속도를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the etching rate of a titanium nitride (TiN) film according to the exposure time of the etching composition at a high temperature of 70°C, and FIG. 2 is a graph showing the etching rate of the tungsten (W) film according to the exposure time of the etching composition at a high temperature of 70°C. It is a graph showing the speed.

도 1에 나타난 바와 같이 비교제조예1의 식각 조성물은 공정온도인 70℃에서 식각 조성물의 노출시간 6시간 이후부터 질화티타늄막의 식각속도가 급격히 감소하였다. 그러나, 실시제조예 1 및 2의 식각 조성물의 경우, 식각 조성물이 노출된 후 24시간까지도 질화티타늄막에 대한 식각속도의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 1, the etching rate of the titanium nitride film rapidly decreased from 6 hours after the exposure time of the etching composition at a process temperature of 70°C in the etching composition of Comparative Preparation Example 1. However, in the case of the etching compositions of Preparation Examples 1 and 2, it can be seen that there is little change in the etching rate for the titanium nitride film until 24 hours after the etching composition is exposed.

한편, 텅스텐막의 경우 도 2에 나타난 바와 같이, 비교제조예1의 식각 조성물은 공정온도인 70℃에서 식각 조성물이 노출된 후 노출 6시간 이후부터 텅스텐막의 식각속도가 급격히 감소하였다. 그러나 실시제조예 1 및 2의 식각 조성물의 경우, 식각 조성물이 노출된 후 24시간까지도 텅스텐막에 대한 식각속도의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the tungsten film, as shown in FIG. 2, the etching rate of the tungsten film rapidly decreased from 6 hours after the exposure of the etching composition at a process temperature of 70° C. as shown in FIG. 2. However, in the case of the etching compositions of Preparation Examples 1 and 2, it can be seen that there is little change in the etching rate for the tungsten layer until 24 hours after the etching composition is exposed.

이 같은 결과는 비교제조예1의 식각 조성물의 경우 공정온도인 70℃에서 노출되었을 때, 식각 조성물 중의 초산과 질산의 증발로 인하여 식각 조성물 노출 6시간 이후부터 질화티타늄막과 텅스텐막의 식각속도가 급격하게 저하되었다. 그러나 실시제조예 1 및 2의 식각 조성물은 비교제조예1의 식각 조성물과 비교하여 질화티타늄막과 텅스텐막에 대해 향상된 식각속도를 가질 뿐더러, 식각 조성물이 노출 24시간까지도 식각속도의 감소가 없어 개선된 라이프 타임을 가짐을 확인할 수 있다.
These results show that in the case of the etching composition of Comparative Preparation Example 1, when exposed to the process temperature of 70°C, the etching rates of the titanium nitride layer and the tungsten layer rapidly increased from 6 hours after exposure to the etching composition due to evaporation of acetic acid and nitric acid in the etching composition. Deteriorated. However, the etching compositions of Examples 1 and 2 have improved etching rates for the titanium nitride layer and the tungsten layer compared to the etching composition of Comparative Preparation Example 1, and there is no decrease in the etching rate until 24 hours of exposure to the etching composition. It can be confirmed that it has a life time

추가적으로, 하기 표 4에 기재된 바와 같이 실시제조예 3~14 및 비교제조예 2의 식각 조성물을 제조한 후, 70℃ 온도에서 식각 조성물을 노출시키고, 노출 후 3~24시간까지 3시간 단위로 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체가 형성된 기판을 식각 조성물에 각각 침지하여 식각을 실시하고, 식각속도, 선택비 및 텅스텐막의 균일성을 측정하였다. In addition, after preparing the etching compositions of Examples 3 to 14 and Comparative Preparation Example 2 as described in Table 4 below, the etching compositions were exposed at 70°C, and nitriding in 3 hour increments until 3 to 24 hours after exposure The substrates on which the laminate of the titanium film and the tungsten film were formed were respectively immersed in the etching composition to perform etching, and the etching rate, selectivity, and uniformity of the tungsten film were measured.

이때 식각방법, 식각속도 및 선택비의 측정 방법은 상기에서와 동일한 방법으로 실시하였다. 다만, 텅스텐막의 균일성은 임의의 위치에서의 두께를 측정하고, 그 결과로 얻어진 두께 편차를 하기와 같은 기준에 따라 평가하였다.At this time, the etching method, the etching rate and the method of measuring the selectivity were performed in the same manner as above. However, the uniformity of the tungsten film was measured by measuring the thickness at an arbitrary location, and the resulting thickness deviation was evaluated according to the following criteria.

<텅스텐 막의 균일성 평가 기준><Criteria for evaluating uniformity of tungsten film>

○: 두께 편차(식각속도) 편차가 0.05Å/min 미만으로 두께 균일도가 양호함○: Thickness uniformity is good as the thickness deviation (etch rate) deviation is less than 0.05Å/min.

△: 두께 편차(식각속도) 편차가 0.05Å/min내지 1Å/min로, 두께 균일도가 대체로 양호함△: Thickness deviation (etching rate) deviation is 0.05Å/min to 1Å/min, and thickness uniformity is generally good

Ⅹ: 두께 편차(식각속도)가 1Å/min 초과로 두께 균일도가 불량함Ⅹ: Thickness uniformity is poor due to thickness deviation (etching speed) exceeding 1Å/min

그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. The results are shown in Table 4 below.

식각조성물의 조성(%)Composition of etching composition (%) 식각속도(Å/min)Etching speed (Å/min) 선택비
(TiN/W)
Selection ratio
(TiN/W)
텅스텐막 균일성Tungsten film uniformity
인산Phosphoric acid 질산nitric acid 암모늄계 첨가제Ammonium additive water 질화
티타늄막
(TiN)
nitrification
Titanium film
(TiN)
텅스텐막
(W)
Tungsten film
(W)
종류Kinds 함량content 비교제조예2Comparative Production Example 2 6565 1515 -- -- 잔부량Balance 6.776.77 7.427.42 0.910.91 실시제조예3Preparation Example 3 암모니아수ammonia 0.050.05 6.806.80 7.437.43 0.920.92 실시제조예4Preparation Example 4 0.10.1 6.746.74 7.407.40 0.910.91 실시제조예5Preparation Example 5 1One 6.816.81 7.517.51 0.910.91 실시제조예6Preparation Example 6 ACAC 0.050.05 6.816.81 7.487.48 0.910.91 실시제조예7Preparation Example 7 0.10.1 6.826.82 7.527.52 0.910.91 실시제조예8Preparation Example 8 1One 6.776.77 7.457.45 0.910.91 실시제조예9Preparation Example 9 APAP 0.050.05 6.746.74 7.527.52 0.900.90 실시제조예10Preparation Example 10 0.10.1 6.826.82 7.417.41 0.920.92 실시제조예11Preparation Example 11 1One 6.756.75 7.457.45 0.910.91 실시제조예12Preparation Example 12 ANAN 0.050.05 6.746.74 7.417.41 0.910.91 실시제조예13Preparation Example 13 0.10.1 6.806.80 7.467.46 0.910.91 실시제조예14Preparation Example 14 1One 6.826.82 7.507.50 0.910.91

상기 표 4에서 AC는 염화암모늄(ammonium chloride), AP는 인산암모늄(ammonium phosphate), AN은 질산암모늄(ammonium nitrate)을 의미한다.In Table 4, AC stands for ammonium chloride, AP stands for ammonium phosphate, and AN stands for ammonium nitrate.

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 다양한 암모늄계 화합물을 사용한 실시제조예 3 내지 14의 식각 조성물은, 암모늄계 화합물을 포함하지 않는 비교제조예 2의 식각 조성물과 비교하여 식각 속도 및 선택비는 동등 수준의 결과를 나타내었으나, 텅스텐막의 균일성 면에서는 현저히 개선된 특성을 나타내었다. 이 같은 결과는 실시제조예 3 내지 14의 식각 조성물에 포함된 암모늄계 화합물의 균일성 개선 효과로 인한 것이다.
As shown in Table 4, the etching compositions of Examples 3 to 14 using various ammonium compounds have the same level of etching rate and selectivity as compared to the etching composition of Comparative Preparation Example 2 that does not contain an ammonium compound. Although the results of were shown, the characteristics of the tungsten film were significantly improved in terms of uniformity. This result is due to the effect of improving the uniformity of the ammonium compound contained in the etching compositions of Preparation Examples 3 to 14.

추가적으로, 하기 표 5에 기재된 바와 같이 실시제조예 15 및 16의 식각 조성물을 각각 제조한 후, 이를 이용하여 질화티타늄막과 텅스텐막의 적층체가 형성된 기판을 30분동안 식각 조성물에 노출시켜 식각하고, 식각속도, 선택비 및 텅스텐막의 균일성을 측정하였다.In addition, after each of the etching compositions of Examples 15 and 16 were prepared as described in Table 5 below, the substrate on which the laminate of the titanium nitride layer and the tungsten layer was formed was exposed to the etching composition for 30 minutes and etched using the same. The speed, selectivity and uniformity of the tungsten film were measured.

이때 식각방법, 식각속도 및 선택비의 측정 방법은 상기에서와 동일한 방법으로 실시하였다. 그 결과를 상기 비교제조예 1의 결과와 함께 하기 표 5에 나타내었다.At this time, the etching method, the etching rate and the method of measuring the selectivity were performed in the same manner as above. The results are shown in Table 5 below together with the results of Comparative Preparation Example 1.

식각조성물의 조성(중량%)Composition of etching composition (% by weight) 평가evaluation 식각속도(Å/min)Etching speed (Å/min) 선택비
(TiN/W)
Selection ratio
(TiN/W)
인산Phosphoric acid 질산nitric acid 암모늄계
화합물
Ammonium
compound
초산Acetic acid 보조산화 제Secondary oxidizing agent water 질화
티타늄막
(TiN)
nitrification
Titanium film
(TiN)
텅스텐막
(W)
Tungsten film
(W)
비교제조예1Comparative Production Example 1 7272 1.91.9 -- 13.613.6 -- 잔량Balance 6.586.58 6.476.47 1.021.02 실시제조예15Preparation Example 15 7272 1.91.9 APS 0.1APS 0.1 -- PTSA
13.6
PTSA
13.6
잔량Balance 7.907.90 7.467.46 1.051.05
실시제조예16Preparation Example 16 7272 1.91.9 APS 0.1APS 0.1 -- PIA
1
PIA
One
잔량Balance 6.936.93 8.268.26 0.840.84

상기 표 5에서 PTSA (Para-toluene sulfonic acid), PIA(Periodic acid), APS(Ammonium persulfate)이다.In Table 5, PTSA (Para-toluene sulfonic acid), PIA (Periodic acid), and APS (Ammonium persulfate).

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 실시제조예 15 및 16은 비교제조예 1의 식각 조성물과 비교하여 우수한 선택비와 함께 보다 증가된 식각속도를 나타내었다. As shown in Table 5, Examples 15 and 16 exhibited an increased etching rate with an excellent selectivity compared to the etching composition of Comparative Preparation Example 1.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of

Claims (5)

(a) 인산 50 내지 80중량%, (b) 질산 5 내지 20중량%, (c) 암모늄계 화합물 0.01 내지 1중량% 및 (d) 잔부량의 용매를 포함하는, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물.Lamination of a titanium nitride film and a tungsten film containing (a) 50 to 80% by weight of phosphoric acid, (b) 5 to 20% by weight of nitric acid, (c) 0.01 to 1% by weight of an ammonium compound, and (d) the remainder of the solvent Body etching composition. 제1항에 있어서,
상기 (c) 암모늄계 화합물이 암모늄설페이트(ammonium sulfate), 암모늄퍼설페이트(ammonium persulfate), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 염화암모늄(ammonium chloride), 인산암모늄(ammonium phosphate), 질산암모늄(ammonium nitrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물.
The method of claim 1,
The (c) ammonium compound is ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium hydroxide, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium nitrate And that is selected from the group consisting of a mixture thereof, the etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film.
제1항에 있어서,
상기 식각 조성물이 과요오드산(Periodic acid), 요오드산(Iodic acid), 오르쏘과요오드산(orthoperiodoc acid), 하이포아요오드산(hypoiodous acid), 염소산(chloric acid), 과염소산(percholic acid), 차아염소산(hypochlorous acid), 아염소산(chlorous acid), 과브롬산(perbromic acid), 브롬산(bromic acid), 아브롬산(bromous acid), 메탄설폰산(Methanesulfonic acid), 파라-톨루엔설폰산(Para-toluene sulfonic acid) 에탄술폰산(Ethanesulfonic acid), 1-헥산술폰산(1-Hexanesulfonic acid), 1-옥탄술폰산(1-Octanesulfonic acid), 벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 보조산화제를 더 포함하는 것인 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물.
The method of claim 1,
The etching composition includes periodic acid, iodic acid, ortho periodic acid, hypoiodous acid, chloric acid, percholic acid, hypochlorous acid. Hypochlorous acid, chlorous acid, perbromic acid, bromic acid, bromous acid, methanesulfonic acid, para-toluenesulfonic acid ( Para-toluene sulfonic acid) Selected from the group consisting of ethanesulfonic acid, 1-Hexanesulfonic acid, 1-Octanesulfonic acid, Benzenesulfonic acid, and mixtures thereof The etching composition for a laminate of a titanium nitride film and a tungsten film further comprising a secondary oxidizing agent.
(a) 인산 50 내지 80중량%, (b) 질산 5 내지 20중량%, (c) 암모늄계 화합물 0.01 내지 1 중량% 및 (d) 잔부량의 용매를 포함하는 식각 조성물을 이용하여 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 식각하는 단계를 포함하는, 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체에 대한 식각 방법.(a) 50 to 80% by weight of phosphoric acid, (b) 5 to 20% by weight of nitric acid, (c) 0.01 to 1% by weight of an ammonium-based compound, and (d) a titanium nitride film using an etching composition containing a residual amount of a solvent And etching the stacked body of the tungsten film. 제4항에 따른 식각 방법에 의하여 식각된 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체를 포함하는 반도체 소자. A semiconductor device comprising a laminate of a titanium nitride layer and a tungsten layer etched by the etching method according to claim 4.
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