KR102457249B1 - Etching Composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식각대상물을 산화시키는 산화제; 불소 화합물; 완충제; 및 물;을 함유하는 식각 조성물에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명에 따른 식각조성물은 실리콘 게르마늄용 식각 조성물일 수 있으며, 하기 관계식 1을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다.
(관계식 1)
S2 ≥ 10
상기 관계식 1에서, S2는 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다.The present invention provides an oxidizing agent for oxidizing an object to be etched; fluorine compounds; buffer; And water; relates to an etching composition containing. In detail, the etching composition according to the present invention may be an etching composition for silicon germanium, and may contain a buffering agent in an amount exhibiting etching characteristics satisfying the following Relational Equation 1.
(Relation 1)
S2 ≥ 10
In Equation 1, S2 denotes an etch selectivity of silicon germanium compared to an insulator including silicon oxide.
Description
본 발명은 식각 조성물에 관한 것으로, 상세하게, 실리콘 및 실리콘 절연막 모두에 대해 극히 우수한 선택비로 실리콘 게르마늄을 선택적으로 제거할 수 있는 실리콘 게르마늄용 식각 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to an etching composition, and more particularly, to an etching composition for silicon germanium capable of selectively removing silicon germanium with extremely excellent selectivity for both silicon and silicon insulating layers.
전자기기 및 디스플레이 기기의 경박화 및 고집적화에 따라, 기판상에 존재하는 산화막, 질화막, 폴리실리콘막, 금속막 등 다양한 막을 습식 식각으로 처리할 때 각각의 식각 대상 막을 높은 식각 선택비로 제거할 수 있는 식각액의 개발이 요구되고 있다. 일 예로, NAND 메모리의 경우, 산화물과 질화물간 200 이상의 고 선택비를 요구하고 있다. 또한, 반도체 직접회로의 경우, 트랜지스터에 기반하고 있음에 따라, 반도체 직접회로의 고집적화 및 경박화를 위해 지속적으로 보다 높은 선택비를 갖는 식각 조성물의 요구에 따라, 대한민국 공개특허 제2005-0027799호와 같이 유기산이나 약산등의 첨가를 통해 선택비를 향상시키고자 하는 연구가 진행되었으나, 그 선택비가 50 내외에 이를 뿐이며, 이는 산업적으로 요구되는 선택비에 크게 미치지 못하고 있는 실정이다. 나아가, 대한민국 공개특허 제2005-0027799호에서 제공하는 식각 조성물은 실리콘 산화물을 포함하는 절연체에 대비 식각 선택성이 매우 나빠, 고 집적화 및 미세화를 요구하는 반도체 직접회로에는 활용이 어려운 단점이 있다. In accordance with the lightweight and high integration of electronic and display devices, when various films such as oxide, nitride, polysilicon, and metal films on the substrate are treated with wet etching, each etched film can be removed with a high etch selectivity. The development of an etchant is required. For example, in the case of NAND memory, a high selectivity ratio of 200 or more between oxide and nitride is required. In addition, in the case of semiconductor integrated circuits, as they are based on transistors, in response to the demand for an etching composition having a continuously higher selectivity for high integration and thinning of semiconductor integrated circuits, Korean Patent Laid-Open No. 2005-0027799 and Similarly, studies to improve the selectivity ratio through the addition of organic acids or weak acids have been conducted, but the selectivity ratio only reaches around 50, which is far below the industrially required selectivity ratio. Furthermore, the etching composition provided in Korean Patent Application Laid-Open No. 2005-0027799 has very poor etch selectivity compared to an insulator including silicon oxide, so it is difficult to utilize it in a semiconductor integrated circuit requiring high integration and miniaturization.
본 발명은 우수한 식각 선택비 및 식각 능을 갖는 식각 조성물을 제공하는 것이며, 구체적으로는 실리콘뿐만 아니라, 실리콘 산화물을 포함하는 절연체에 대해, 현저하게 우수한 식각 선택비를 가지며, 높은 실리콘 게르마늄 에칭 속도를 갖는 실리콘 게르마늄용 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to provide an etching composition having an excellent etching selectivity and etching ability, specifically, has a remarkably excellent etching selectivity for silicon as well as an insulator containing silicon oxide, and a high silicon germanium etching rate To provide an etching composition for silicon germanium having and an etching method using the same.
본 발명에 따른 식각 조성물은 식각대상물을 산화시키는 산화제; 불소 화합물; 완충제; 및 물;을 함유한다.The etching composition according to the present invention includes an oxidizing agent for oxidizing an object to be etched; fluorine compounds; buffer; and water;
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘 게르마늄용 식각 조성물일 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may be an etching composition for silicon germanium.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 관계식 1을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain a buffer in an amount exhibiting etching characteristics satisfying Relational Equation 1.
(관계식 1)(Relation 1)
S2 ≥ 10S2 ≥ 10
상기 관계식 1에서, S2는 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다.In Relation 1, S2 denotes an etch selectivity of silicon germanium compared to an insulator including silicon oxide.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 하기 관계식 2를 만족하는 식각 특성을 나타낼 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may exhibit etching characteristics satisfying the following Relational Equation (2).
(관계식 2)(Relation 2)
S1 ≥ 100S1 ≥ 100
상기 관계식 2에서, S1은 실리콘 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다.In Equation 2, S1 denotes an etch selectivity of silicon germanium to silicon.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 관계식 3을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 산화제 및 불소 화합물을 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain an oxidizing agent and a fluorine compound in amounts exhibiting etching characteristics satisfying Relational Equation 3.
(관계식 3)(relation 3)
ER ≥ 250ER ≥ 250
상기 관계식 3에서, ER은 실리콘 게르마늄의 식각 속도(Å/min)를 의미한다.In Equation 3, ER means the etching rate (Å/min) of silicon germanium.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘 산화물 식각 억제제를 더 포함할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may further include a silicon oxide etch inhibitor.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 55 중량% 내지 98 중량%의 완충제를 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 55 wt% to 98 wt% of the buffer.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 20 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 40 중량%의 산화제, 55 중량% 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.01 to 20 wt% of a fluorine compound, 0.1 to 40 wt% of an oxidizing agent, 55 wt% to 98 wt% of a buffer, and the remainder of water.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 5 중량%의 실리콘 산화물 식각 억제제를 포함할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may include 0.01 to 5 wt% of a silicon oxide etch inhibitor.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 불소 화합물은 HF, NaF, KF, AlF3, HBF4, NH4F, NH4HF2, NaHF2, KHF2 및 NH4BF4에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the fluorine compound is one of HF, NaF, KF, AlF 3 , HBF 4 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NaHF 2 , KHF 2 and NH 4 BF 4 or Two or more may be selected.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 산화제는 과산화아세트산, 질산, 황산, 과산화수소, 과망간산칼륨, 과벤조산, 과붕산나트륨, 과요오드산, 과탄산나트륨, 과탄산칼륨, 과황산염, 삼산화바나듐, 암모늄설페이트, 암모늄퍼설페이트, 암모늄클로라이드, 암모늄포스페이트, 질산암모늄, 질산철, 질산칼륨, 차아염소산 및 차아염소산나트륨에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the oxidizing agent is peracetic acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen peroxide, potassium permanganate, perbenzoic acid, sodium perborate, periodic acid, sodium percarbonate, potassium percarbonate, persulfate, vanadium trioxide , ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium nitrate, iron nitrate, potassium nitrate, may be selected from one or two or more of hypochlorous acid and sodium hypochlorite.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 완충제는 유기 용제를 포함할 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the buffer may include an organic solvent.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 유기 용제는 유기산 및/또는 유기산 염을 포함할 수 있으며, 유기산은 아세트산, 포름산, 부탄산, 시트르산, 글리콜산, 옥살산, 말론산, 푸마르산, 펜탄산, 프로피온산, 타르타르산, 숙신산, 글루콘산 및 아스코르브산에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the organic solvent may include an organic acid and/or an organic acid salt, and the organic acid is acetic acid, formic acid, butanoic acid, citric acid, glycolic acid, oxalic acid, malonic acid, fumaric acid, and pene. One or two or more may be selected from carbonic acid, propionic acid, tartaric acid, succinic acid, gluconic acid and ascorbic acid.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 식각 억제제는 다가알코올류일 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the etching inhibitor may be a polyhydric alcohol.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 다가알코올류는 에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the polyhydric alcohol may be one or two or more selected from ethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. have.
본 발명은 상술한 식각 조성물을 이용한 식각 방법을 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 방법은 상술한 식각 조성물을 이용하여 적어도 실리콘 게르마늄을 포함하는 기재를 식각하는 단계;를 포함한다.The present invention includes an etching method using the above-described etching composition. Specifically, the etching method according to an embodiment of the present invention includes etching a substrate including at least silicon germanium using the above-described etching composition.
본 발명에 따른 식각 조성물은 우수한 식각 선택비 및 식각 속도를 갖는다. 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘뿐만 아니라, 실리콘 산화물을 포함하는 절연체에 대해, 현저하게 우수한 식각 선택비를 가지며, 높은 실리콘 게르마늄 에칭 속도를 가져, 식각 공정에서 원치 않는 손상을 방지하며 선택적인 실리콘 게르마늄의 제거가 가능하여, 실리콘 게르마늄용 식각 조성물에 특히 적합한 장점이 있으며, 고품질의 전자 소자, 광학 소자, 열전소자, 메모리 소자등을 저가의 습식 에칭 공정으로 제조 가능한 장점이 있다. The etching composition according to the present invention has excellent etching selectivity and etching rate. In detail, the etching composition according to an embodiment of the present invention has a remarkably excellent etching selectivity with respect to not only silicon but also an insulator including silicon oxide, and has a high silicon germanium etching rate, causing unwanted damage in the etching process. It has the advantage of being particularly suitable for an etching composition for silicon germanium because it is possible to selectively remove silicon germanium from have.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 식각 조성물 및 식각 방법을 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, the etching composition and etching method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted.
본 출원인은 실리콘 대비 우수한 식각 선택비를 가질 뿐만 아니라, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물과 같은 절연체에 대해서도 우수한 식각 선택비를 갖는 습식 식각액에 대한 연구를 수행한 결과, 단지 완충제의 함량에 의해, 에천트(etchant)에 의한 에칭능은 훼손되지 않으면서도, 실리콘 및 절연체 모두에 대한 식각 선택비가 놀랍도록 향상될 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 출원하기에 이르렀다.As a result of conducting research on a wet etchant having excellent etch selectivity compared to silicon as well as excellent etch selectivity for insulators such as silicon oxide and silicon nitride, the present applicant has only etchant), it was found that the etching selectivity for both silicon and insulator can be surprisingly improved, and thus the present invention was filed.
본 발명에 있어, 식각 대상물은 실리콘 게르마늄, 금속, 전도성 투명 물질 또는 실리사이드계물질등을 포함할 수 있으나, 본 발명의 식각 조성물은 특히 실리콘 게르마늄의 선택적 제거에 보다 효과적이다. 즉, 본 발명의 보다 바람직한 일 구체예에 있어, 식각 조성물은 실리콘 게르마늄용 식각 조성물일 수 있다. 식각 대상물인 실리콘 게르마늄(SixGe1-x, 0<x<1의 실수)은 실리콘과 게르마늄으로 이루어진 화합물이거나, p형 또는 n형 도펀트와 같은 이종 원소로 도핑된 실리콘-게르마늄 화합물을 포함할 수 있다. 결정학적으로, 실리콘-게르마늄은 고용상인 다이아몬드 구조의 결정질상, 비정질상 또는 결정질상과 비정질상의 혼합상일 수 있다. In the present invention, the object to be etched may include silicon germanium, a metal, a conductive transparent material, or a silicide-based material, but the etching composition of the present invention is particularly effective in selectively removing silicon germanium. That is, in a more preferred embodiment of the present invention, the etching composition may be an etching composition for silicon germanium. Silicon germanium (Si x Ge 1-x , a real number of 0<x<1), which is the object to be etched, is a compound composed of silicon and germanium, or a silicon-germanium compound doped with a heterogeneous element such as a p-type or n-type dopant. can Crystallographically, silicon-germanium may be a crystalline phase of a diamond structure as a solid solution phase, an amorphous phase, or a mixed phase of a crystalline phase and an amorphous phase.
본 발명에 따른 식각 조성물은 식각대상물을 산화시키는 산화제; 불소 화합물; 완충제; 및 물;을 함유할 수 있다.The etching composition according to the present invention includes an oxidizing agent for oxidizing an object to be etched; fluorine compounds; buffer; and water; may contain.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 하기 관계식 1을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain a buffering agent in an amount exhibiting etching characteristics satisfying the following Relational Equation 1.
(관계식 1)(Relation 1)
S2 ≥ 10S2 ≥ 10
상기 관계식 1에서, S2는 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다. 이때, 관계식 1의 S2는 상온(25℃)의 식각 조성물에 실리콘 산화물막과 실리콘 게르마늄막이 공존하는 기판을 담지하여 측정된 것일 수 있다. In Relation 1, S2 denotes an etch selectivity of silicon germanium compared to an insulator including silicon oxide. In this case, S2 in Relation 1 may be measured by supporting a substrate in which a silicon oxide layer and a silicon germanium layer coexist in an etching composition at room temperature (25° C.).
보다 특징적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 관계식 1에서 S2가 20 이상의 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다.More specifically, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain a buffer in an amount in which S2 in Relation 1 exhibits an etching characteristic of 20 or more.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 하기 관계식 2를 만족하는 식각 특성을 나타낼 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may exhibit etching characteristics satisfying the following Relational Equation (2).
(관계식 2)(Relation 2)
S1 ≥ 100S1 ≥ 100
상기 관계식 2에서, S1은 실리콘 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다. 이때, 관계식 2의 S1은 상온(25℃)의 식각 조성물에 실리콘막과 실리콘 게르마늄막이 공존하는 기판을 담지하여 측정된 것일 수 있다. In Equation 2, S1 denotes an etch selectivity of silicon germanium to silicon. In this case, S1 of Relation 2 may be measured by supporting a substrate in which a silicon layer and a silicon germanium layer coexist in an etching composition at room temperature (25° C.).
구체적인 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 하기 관계식 1을 만족하는 함량의 완충제를 함유함으로써, 관계식 2의 식각 특성을 가질 수 있다. As a specific example, the etching composition according to an embodiment of the present invention may have the etching characteristics of Relational Equation 2 by containing a buffer in an amount satisfying Equation 1 below.
본 발명의 바람직한 일 예에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘 게르마늄용 식각 조성물일 수 있으며, 상기 산화제는 실리콘 게르마늄을 산화시키는 산화제일 수 있고, 관계식 1 및 관계식 2를 동시에 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the etching composition according to an embodiment of the present invention may be an etching composition for silicon germanium, and the oxidizing agent may be an oxidizing agent for oxidizing silicon germanium, and Equations 1 and 2 are simultaneously satisfied. It may contain a buffering agent in an amount exhibiting etching characteristics.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 식각대상물을 식각 제거하는 작용을 수행하는 에천트, 좋게는 실리콘 게르마늄을 식각 제거하는 작용을 수행하는 에천트와 완충제 및 물을 함유할 수 있으며, 관계식 2에 따라 실리콘 대비 100 이상의 식각 선택비를 나타내며, 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 10 이상의 식각 선택비를 나타내는 함량의 완충제를 함유할 수 있다. 이는, 식각대상물질이 특히, 실리콘 게르마늄인 경우, 상술한 관계식 2 및 관계식 1의 식각 특성이 단지 완충제의 함량에 의해 조절될 수 있음을 의미하며, 완충제의 상대적 함량에 의해 상술한 고 선택비의 구현이 가능함을 의미한다. 나아가, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 식각 조성물은 상술한 관계식 1 및 2를 만족하는 식각 특성을 나타내면서도, 실리콘 게르마늄에 대해 우수한 식각능을 가질 수 있다. That is, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain an etchant that performs an action of etching and removing an object to be etched, preferably an etchant that performs an action of etching and removing silicon germanium, a buffer, and water, According to Relation 2, a buffer having an etch selectivity of 100 or more compared to silicon and an etch selectivity of 10 or more compared to an insulator including silicon oxide may be included. This means that, when the material to be etched is silicon germanium, in particular, the etching properties of Relations 2 and 1 can be controlled only by the content of the buffer, and the high selectivity described above by the relative content of the buffer This means that implementation is possible. Furthermore, as will be described later, the etching composition according to the present invention may have excellent etching ability with respect to silicon germanium while exhibiting etching characteristics satisfying the above-described Relations 1 and 2.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 완충제에 의해 관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 식각 특성을 가짐과 동시에, 관계식 3을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 산화제 및 불소 화합물을 함유할 수 있다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may contain an oxidizing agent and a fluorine compound in amounts exhibiting etching characteristics satisfying Relational Equation 3 while having etching properties satisfying Relational Expressions 1 and 2 by a buffer.
(관계식 3)(relation 3)
ER ≥ 250ER ≥ 250
상기 관계식 3에서, ER은 실리콘 게르마늄의 식각 속도(Å/min)를 의미한다. 이때, ER은 상온(25℃)의 식각 조성물에 실리콘 게르마늄막이 형성된 기판을 담지하여 측정된 것일 수 있다. In Equation 3, ER means the etching rate (Å/min) of silicon germanium. In this case, ER may be measured by supporting a substrate on which a silicon germanium layer is formed in an etching composition at room temperature (25° C.).
실리콘 게르마늄(SiGe)을 산화시키는 산화제 및 상기 불소 화합물은 식각 대상물인 실리콘 게르마늄과 반응하여 실리콘 게르마늄을 식각 제거하는 작용을 수행하는 에천트일 수 있다. 상세하게, 실리콘 게르마늄은 산화제에 의해 산화되고, 산화제에 생성된 산화물이 불소 화합물에 의해 용해 제거됨으로써 실리콘 게르마늄이 식각 제거될 수 있다.The oxidizing agent for oxidizing silicon germanium (SiGe) and the fluorine compound may be an etchant that reacts with silicon germanium, which is an etching target, to etch and remove silicon germanium. In detail, silicon germanium is oxidized by an oxidizing agent, and an oxide generated in the oxidizing agent is dissolved and removed by a fluorine compound, so that silicon germanium may be etched away.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘 대비 100 이상, 및 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 10 이상의 현저하게 높은 식각 선택비를 나타내는 완충제를 함유하면서도, 에천트에 의해 해당 식각 특성을 나타내는 완충제의 함량 범위 내에서 250 이상의 빠른 실리콘 게르마늄 식각 속도(Å/min)를 나타낼 수 있다. As described above, the etching composition according to an embodiment of the present invention contains a buffer exhibiting a remarkably high etching selectivity of 100 or more compared to silicon and 10 or more compared to an insulator including silicon oxide, and the etching is performed by the etchant. It can exhibit a fast silicon germanium etching rate (Å/min) of 250 or more within the content range of the buffer exhibiting the characteristics.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 산화제는 식각대상물, 좋게는 실리콘 게르마늄을 산화시킬 수 있는 산화제, 구체적으로는 적어도 게르마늄을 산화시킬 수 있는 산화제이면 무방하며, 종래 실리콘 게르마늄의 식각액에 사용되는 통상의 산화제이면 무방하다. 구체적인 일 예로, 산화제는 과산화아세트산, 질산, 황산, 과산화수소, 과망간산칼륨, 과벤조산, 과붕산나트륨, 과요오드산, 과탄산나트륨, 과탄산칼륨, 과황산염, 삼산화바나듐, 암모늄설페이트, 암모늄퍼설페이트, 암모늄클로라이드, 암모늄포스페이트, 질산암모늄, 질산철, 질산칼륨, 차아염소산 및 차아염소산나트륨에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 산화제와 함께 실리콘 게르마늄을 식각 제거하는 역할을 수행하는 불소화합물은 해리되어 F- 또는 HF2 -를 생성하는 화합물이면 족하다. 구체적인 일 예로, 불소화합물은 HF, NaF, KF, AlF3, HBF4, NH4F, NH4HF2, NaHF2, KHF2 및 NH4BF4에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the oxidizing agent may be an oxidizing agent capable of oxidizing an etching target, preferably silicon germanium, specifically, an oxidizing agent capable of oxidizing at least germanium, and in the conventional etchant of silicon germanium. Any conventional oxidizing agent used may be sufficient. In a specific example, the oxidizing agent is peracetic acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen peroxide, potassium permanganate, perbenzoic acid, sodium perborate, periodic acid, sodium percarbonate, potassium percarbonate, persulfate, vanadium trioxide, ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium One or two or more may be selected from chloride, ammonium phosphate, ammonium nitrate, iron nitrate, potassium nitrate, hypochlorous acid and sodium hypochlorite, but is not limited thereto. A fluorine compound that performs a role of etching and removing silicon germanium together with an oxidizing agent is sufficient if it is a compound that dissociates to generate F - or HF 2 - . As a specific example, the fluorine compound may be one or two or more selected from HF, NaF, KF, AlF 3 , HBF 4 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NaHF 2 , KHF 2 and NH 4 BF 4 , but limited thereto. doesn't happen
상술한 실리콘 및 절연체 대비 높은 선택비 및 빠른 식각 속도 특성은 완충제가 에천트 중 산화제의 완충 작용과 안정화 작용을 수행함과 동시에, 에천트와 식각대상물, 좋게는 실리콘 게르마늄과의 식각 반응에 의해 생성되는 식각 생성물의 용해도를 조절함에 따라 나타날 수 있다.The above-mentioned high selectivity and fast etching rate characteristics compared to silicon and insulators are that the buffer performs the buffering and stabilizing action of the oxidizer in the etchant, and at the same time, it is produced by the etching reaction between the etchant and the object to be etched, preferably silicon germanium. It may appear as the solubility of the etching product is controlled.
이러한 완충제의 완충작용, 안정화 작용 및 식각 생성물의 용해도 조절작용 측면에서, 완충제는 유기 용제를 포함할 수 있으며, 유기 용제는 유기산 및 유기산 염에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으며, 좋게는 유기산, 보다 좋게는 카르복시산일 수 있다. 이때, 유기산 또는 유기산 염은 수용성일 수 있음은 물론이다.In terms of the buffering action, stabilization action, and solubility control action of the etch product, the buffering agent may include an organic solvent, and the organic solvent may be one or two or more selected from organic acids and organic acid salts, preferably organic acids, more Preferably it may be a carboxylic acid. In this case, of course, the organic acid or the organic acid salt may be water-soluble.
유기산은 아세트산, 포름산, 부탄산, 시트르산, 글리콜산, 옥살산, 말론산, 푸마르산, 펜탄산, 프로피온산, 타르타르산, 숙신산, 글루콘산 및 아스코르브산에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으며, 아세트산, 시트르산등과 같은 카르복시산인 것이 보다 좋다. The organic acid may be one or two or more selected from acetic acid, formic acid, butanoic acid, citric acid, glycolic acid, oxalic acid, malonic acid, fumaric acid, pentanoic acid, propionic acid, tartaric acid, succinic acid, gluconic acid and ascorbic acid, and with acetic acid, citric acid, etc. It is better if it is the same carboxylic acid.
유기산 염은 상술한 유기산과 포타슘, 암모늄, 나트륨, 마그네슘, 망간 및 아연에서 하나 이상 선택된 물질간의 염을 의미할 수 있다. 아세트산염을 기준한 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 포타슘아세테이트, 암모늄아세테이트, 나트륨아세테이트, 마그네슘아세테이트, 망간아세테이트, 아연아세테이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.The organic acid salt may mean a salt between the above-described organic acid and one or more substances selected from potassium, ammonium, sodium, magnesium, manganese and zinc. Specific and non-limiting examples based on acetate include potassium acetate, ammonium acetate, sodium acetate, magnesium acetate, manganese acetate, zinc acetate, or a mixture thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 관계식 1 및 2를 만족하는 식각 특성을 나타내는 완충제의 함량은, 식각 조성물 총 중량을 기준으로, 55 중량% 내지 98 중량%에 이르는 양일 수 있다. 즉, 식각 조성물은 55 중량% 내지 98 중량%의 완충제를 함유할 수 있다. 구체적으로, 식각 조성물은 60 내지 98 중량%, 보다 구체적으로, 70 내지 98 중량%, 더욱 더 구체적으로, 80 내지 98 중량%의 완충제를 함유할 수 있다.In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the content of the buffer exhibiting etching characteristics satisfying Relations 1 and 2 may be in an amount ranging from 55 wt% to 98 wt%, based on the total weight of the etching composition. That is, the etching composition may contain 55 wt% to 98 wt% of the buffer. Specifically, the etching composition may contain from 60 to 98 wt%, more specifically, from 70 to 98 wt%, and even more specifically, from 80 to 98 wt% of the buffer.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 있어, 관계식 3을 만족하는 식각 특성을 나타내는 에천트의 함량은, 식각 조성물 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 40 중량%의 산화제와 0.01 내지 20 중량%의 불소 화합물일 수 있다. 즉, 식각 조성물은 에천트로, 0.01 내지 20 중량%의 불소 화합물과 0.1 내지 40 중량%의 산화제를 함유할 수 있다. 식각 조성물은 구체적으로, 0.1 내지 35 중량%의 산화제와 0.01 내지 10 중량%의 불소 화합물, 보다 구체적으로, 0.1 내지 25 중량%의 산화제와 0.01 내지 5 중량%의 불소 화합물, 더욱 더 구체적으로, 0.1 내지 15 중량%의 산화제와 0.01 내지 1 중량%의 불소 화합물을 함유할 수 있다. In the etching composition according to an embodiment of the present invention, the content of the etchant exhibiting etching characteristics satisfying Relation 3 is 0.1 to 40 wt% of the oxidizing agent and 0.01 to 20 wt% based on the total weight of the etching composition It may be a fluorine compound. That is, the etching composition may contain 0.01 to 20 wt% of a fluorine compound and 0.1 to 40 wt% of an oxidizing agent as an etchant. The etching composition specifically comprises 0.1 to 35 wt% of an oxidizing agent and 0.01 to 10 wt% of a fluorine compound, more specifically, 0.1 to 25 wt% of an oxidizing agent and 0.01 to 5 wt% of a fluorine compound, even more specifically, 0.1 to 15% by weight of an oxidizing agent and 0.01 to 1% by weight of a fluorine compound.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 20 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 40 중량%의 산화제, 55 중량% 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 10 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 35 중량%의 산화제, 60 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 5 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 25 중량%의 산화제, 70 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 0.01 내지 1 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 15 중량%의 산화제, 80 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유할 수 있다. 이러한 경우, 관계식 3을 만족하는 우수한 식각 속도를 유지하면서도, 관계식 2에서 규정한 S1(실리콘 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비)이 150 이상의 식각 특성을 가질 수 있으며, 관계식 1에서 규정한 S2(실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비)가 20 이상, 좋게는 25이상인 식각 특성을 가질 수 있다. As described above, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.01 to 20 wt% of a fluorine compound, 0.1 to 40 wt% of an oxidizing agent, 55 wt% to 98 wt% of a buffer, and the remainder of water. have. Specifically, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.01 to 10% by weight of a fluorine compound, 0.1 to 35% by weight of an oxidizing agent, 60 to 98% by weight of a buffer, and the remaining amount of water. More specifically, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.01 to 5% by weight of a fluorine compound, 0.1 to 25% by weight of an oxidizing agent, 70 to 98% by weight of a buffer, and the remainder of water. More specifically, the etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.01 to 1% by weight of a fluorine compound, 0.1 to 15% by weight of an oxidizing agent, 80 to 98% by weight of a buffer, and the remainder of water. In this case, while maintaining an excellent etch rate satisfying Equation 3, S1 (etch selectivity of silicon germanium to silicon) defined in Equation 2 may have an etching characteristic of 150 or more, and S2 (silicon oxide) defined in Equation 1 An etch selectivity ratio of silicon germanium to an insulator containing
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 실리콘 산화물 식각 억제제를 더함유할 수 있다. 실리콘 산화물 식각 억제제는 질화물 및/또는 산화물을 포함하는 절연체의 표면에 흡착되어 그 표면을 보호하는 역할을 수행할 수 있는 물질이면 무방하다. The etching composition according to an embodiment of the present invention may further contain a silicon oxide etch inhibitor. The silicon oxide etch inhibitor may be any material that is adsorbed on the surface of the insulator including nitride and/or oxide to protect the surface.
다만, 상술한 관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 완충제를 함유할 때, 다양한 실리콘 산화물 식각 억제제를 이용하여 장기간 실험을 수행한 결과, 다가알코올류, 상세하게 에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 다가알코올류를 실리콘 산화물 식각 억제제로 채택하는 경우, 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 식각 선택비가 3배 이상 향상될 뿐만 아니라, 놀랍게도 실리콘 대비의 식각 선택비 또한 향상될 수 있어 보다 좋다.However, as a result of long-term experiments using various silicon oxide etch inhibitors when containing a buffer in an amount exhibiting etching characteristics satisfying the above-mentioned Relations 1 and 2, polyhydric alcohols, specifically ethylene glycol, tetraethylene When one or two or more polyalcohols selected from glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol is adopted as the silicon oxide etch inhibitor, the etching selectivity compared to the insulator containing silicon oxide is Not only is it improved more than 3 times, but surprisingly, the etch selectivity compared to silicon can also be improved, which is better.
이때, 실리콘 산화물 식각 억제제가 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜등과 같은 중합체인 경우, 물을 포함하는 극성 용매에 용이하게 용해되거나 상온에서 액상을 갖는 정도의 분자량이면 족한데, 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 실리콘 산화물 식각 억제제가 중합체인 경우, 중량 평균 분자량은 100 내지 10,000일 수 있다.In this case, when the silicon oxide etch inhibitor is a polymer such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, etc., it is sufficient if it is easily dissolved in a polar solvent including water or has a liquid phase at room temperature. As a non-limiting example, when the silicon oxide etch inhibitor is a polymer, the weight average molecular weight may be 100 to 10,000.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물에 함유되는 실리콘 산화물 식각 억제제의 함량은 목적하는 실리콘 산화물의 식각 억제 효과를 나타낼 수 있으며, 실리콘 산화물 식각 억제제에 의해 식각능이 과도하게 저해되지 않을 정도이면 족하다. 구체적인 일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은, 식각 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.01 내지 5 중량%, 구체적으로는 0.01 내지 2 중량%, 보다 구체적으로는 0.01 내지 1 중량%의 실리콘 산화물 식각 억제제를 함유할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The content of the silicon oxide etch inhibitor contained in the etching composition according to an embodiment of the present invention may exhibit a desired effect of inhibiting the etching of silicon oxide, and it is sufficient as long as the etching ability is not excessively inhibited by the silicon oxide etch inhibitor. As a specific example, the etching composition according to an embodiment of the present invention, based on the total weight of the etching composition, 0.01 to 5% by weight, specifically 0.01 to 2% by weight, more specifically 0.01 to 1% by weight It may contain a silicon oxide etch inhibitor, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 식각대상물, 좋게는 실리콘 게르마늄의 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 함유할 수 있으며, 첨가제는 계면활성제(습윤제), 금속염, 소포제, 부식방지제, 추가 산화제등을 들 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 계면활성제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 또는 비이온성 계면활성제를 들 수 있다. 양이온성 계면활성제의 대표적인 일 예로, C8H17NH2 등의 아민류를 들 수 있고, 음이온성 계면활성제로 C8H17COOH 등의 탄화수소계 카르복시산, C8H17SO3H 등의 탄화수소계 설폰산, H(CF2)6COOH 등의 불소계 카르복시산등을 들 수 있으며, 비이온성 계면활성제로 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등의 에테르류를 들 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 추가 산화제는 오존, 수산화암모늄, 퍼옥소이황산암모늄등을 들 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 소포제(부식방지제를 겸할 수 있음)는 실리콘 오일 또는 알코올 화합물이나 에테르 화합물과 같은 수용성 유기 용제등을 들 수 있으며, 수용성 유기 용제는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 1-프로필 알코올, 2-프로필 알코올, 1-부탄올, 2-부탄올, 글리세롤, 1,6-헥산디올, 시클로헥산디올, 소르비톨, 자일리톨, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 1,3-부탄디올 및 1,4-부탄디올 등의 알코올계 용제; 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 포함하는 에테르계 용제; 포름아미드, 모노메틸포름아미드, 디메틸포름아미드, 아세트아미드, 모노메틸아세트아미드, 디메틸아세트아미드, 모노에틸아세트아미드, 디에틸아세트아미드 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드계 용제; 디메틸 술폰, 디메틸 술폭시드 및 술포란 등의 술포 함유 용제; 및 γ-부티로락톤 및 δ-발레로락톤 등의 락톤계 용제를 포함할 수 있다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 부식방지제는 금속의 부식을 방지하는 첨가제로 사용되는 이미노디아세틱산(iminodiacetic acid)등을 포함하는 카르복실산계 화합물이나 벤조트리아졸(benzotriazole) 등을 포함하는 트리아졸계 화합물등을 들 수 있다. 물과 상용성을 가지며 식각 선택성을 향상시키는 유기용매 또한 첨가제로 포함될 수 있으며, 유기용매는 메틸-2-하이드록시이소부티레이트, 에틸-2-하이드록시이소부티레이트, 프로필-2-하이드록시이소부티레이트 및 부틸-2-하이드록시이소부티레이트등을 들 수 있다. 그러나, 본 발명이 상술한 첨가제 종류나 첨가제의 양에 의해 한정될 수 없음은 물론이다.The etching composition according to an embodiment of the present invention may further contain additives commonly used in the art to improve the etching performance of the etching object, preferably silicon germanium, and the additives include surfactants (wetting agents), metal salts, Antifoaming agents, corrosion inhibitors, additional oxidizing agents, and the like. As a specific and non-limiting example, the surfactant may include a cationic surfactant, an anionic surfactant, or a nonionic surfactant. Representative examples of cationic surfactants include amines such as C 8 H 17 NH 2 , and hydrocarbon-based carboxylic acids such as C 8 H 17 COOH, C 8 H 17 SO 3 H, etc. and fluorine-based carboxylic acids such as sulfonic acid and H(CF 2 ) 6 COOH, and ethers such as polyoxyalkylene alkyl ether as the nonionic surfactant. As a specific and non-limiting example, the additional oxidizing agent may include ozone, ammonium hydroxide, ammonium peroxodisulfate, and the like. As a specific and non-limiting example, the defoaming agent (which may also serve as a corrosion inhibitor) may include silicone oil or a water-soluble organic solvent such as an alcohol compound or an ether compound, and the water-soluble organic solvent may be methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, glycerol, 1,6-hexanediol, cyclohexanediol, sorbitol, xylitol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol and 1 alcohol solvents such as ,4-butanediol; Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether-based solvents including ether and diethylene glycol monobutyl ether; amide solvents such as formamide, monomethylformamide, dimethylformamide, acetamide, monomethylacetamide, dimethylacetamide, monoethylacetamide, diethylacetamide and N-methylpyrrolidone; sulfo-containing solvents such as dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide and sulfolane; and lactone-based solvents such as γ-butyrolactone and δ-valerolactone. As a specific and non-limiting example, the corrosion inhibitor is a carboxylic acid-based compound containing iminodiacetic acid, etc., which is used as an additive for preventing corrosion of metal, or a triazole-based compound containing benzotriazole, etc. compounds, etc. are mentioned. An organic solvent having compatibility with water and improving etching selectivity may also be included as an additive, and the organic solvent may include methyl-2-hydroxyisobutyrate, ethyl-2-hydroxyisobutyrate, propyl-2-hydroxyisobutyrate and butyl-2-hydroxyisobutyrate; and the like. However, it goes without saying that the present invention cannot be limited by the type of additive or the amount of the additive described above.
본 발명은 상술한 식각 조성물을 이용한 식각 방법을 포함한다.The present invention includes an etching method using the above-described etching composition.
좋게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 방법은 상술한 식각 조성물을 이용하여, 적어도 실리콘 게르마늄을 포함하는 기재를 식각하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때, 식각 단계의 식각은 식각 조성물에 의한 화학 반응에 기반한 식각 대상물, 좋게는 실리콘 게르마늄의 식각을 의미할 수 있으며, 이에 따라 식각은 화학적 식각 또는 기계적 화학적 식각을 포함한다. 보다 바람직한 예인 실리콘 게르마늄의 식각을 일 예로, 식각 단계는, 실리콘 게르마늄이 최종 소자 또는 소자의 제조 과정 중 존재하는 소자의 제조 과정에서, 실리콘 게르마늄의 식각 단계일 수 있다. 이러한 소자의 제조는, CMOS, HBT(hetero-junction bipolar transistor), FinFET 또는 GOI 기반의 전자소자 뿐만 아니라, 태양전지, 열전소자, 상변화 메모리등과 같은 광소자, 열전 소자, 메모리 소자의 제조단계일 수 있다. 전자 소자 제조 단계의 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 상술한 식각 단계는 트랜지스터의 게이트(gate) 채널 형성 단계에서 수행될 수 있다. 이러한 게이트 채널 형성시, Si(폴리 Si를 포함함, active channel) 및 절연막의 손상을 최소화하며 실리콘 게르마늄을 선택적으로 제거해야 함에 따라, 본 발명에 따른 식각 조성물 및 식각 방법이 보다 효과적이다. Preferably, the etching method according to an embodiment of the present invention may include: etching the substrate including at least silicon germanium using the above-described etching composition. In this case, the etching in the etching step may mean etching of an etching target, preferably silicon germanium, based on a chemical reaction by the etching composition, and thus etching includes chemical etching or mechanical and chemical etching. Taking the etching of silicon germanium, which is a more preferable example, as an example, the etching step may be an etching step of silicon germanium during the manufacturing process of a device in which silicon germanium is present during the manufacturing process of the final device or device. Manufacturing of these devices is a step of manufacturing CMOS, hetero-junction bipolar transistor (HBT), FinFET or GOI-based electronic devices, as well as optical devices such as solar cells, thermoelectric devices, and phase change memories, thermoelectric devices, and memory devices. can be As a specific and non-limiting example of the step of manufacturing an electronic device, the above-described etching step may be performed in a step of forming a gate channel of a transistor. When forming such a gate channel, the etching composition and the etching method according to the present invention are more effective because Si (including poly-Si, active channel) and the insulating film should be minimized and silicon germanium should be selectively removed.
(실시예 1) (Example 1)
하기의 표 1의 실시예 1에 따른 조성으로, 불산(HF), 과산화아세트산(과초산, peracetic acid, PAA), 아세트산(AA) 및 잔량의 탈이온수를 혼합하여 식각 조성물을 제조하였다.With the composition according to Example 1 of Table 1 below, an etching composition was prepared by mixing hydrofluoric acid (HF), peracetic acid (peracetic acid, peracetic acid, PAA), acetic acid (AA), and the remaining amount of deionized water.
이후, 상온(25℃)의 식각 조성물에 실리콘 게르마늄막, 폴리 실리콘막 및 원자층 증착법으로 증착된 실리콘 산화물막이 공존하는 기판을 담지하여, 식각 특성을 평가하였다. Thereafter, a substrate in which a silicon germanium film, a polysilicon film, and a silicon oxide film deposited by an atomic layer deposition method coexist was supported on an etching composition at room temperature (25° C.), and the etching characteristics were evaluated.
(실시예 2) (Example 2)
하기의 표 1의 실시예 2에 따른 조성으로 식각 조성물을 제조하되, 중량 평균 분자량이 200인 폴리에틸렌글리콜을 사용하여 식각 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 식각 특성을 평가하였다.An etching composition was prepared with a composition according to Example 2 of Table 1 below, but an etching composition was prepared using polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 200, and etching properties were evaluated in the same manner as in Example 1.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
하기의 표 1의 비교예 1에 따른 조성으로 식각 조성물을 제조고, 실시예 1과 동일하게 식각 특성을 평가하였다. An etching composition was prepared with a composition according to Comparative Example 1 of Table 1 below, and etching properties were evaluated in the same manner as in Example 1.
(표 1)(Table 1)
표 1에 정리 도시한 식각 특성에서 알 수 있듯이, 완충제의 함량에 의해 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 식각 선택비가 현저하게 향상된 식각 특성을 가질 수 있으며, 절연체 대비 식각 선택비 뿐만 아니라, 실리콘 대비 식각 선택비 또한, 5배 이상 현저하게 향상되는 것을 알 수 있다.As can be seen from the etching properties summarized in Table 1, the etching properties may have significantly improved etching selectivity compared to the insulator containing silicon oxide by the content of the buffer, and the etching selectivity compared to the insulator as well as the etching selection compared to silicon It can be seen that the ratio is also significantly improved by 5 times or more.
또한, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 식각 조성물의 식각 특성을 살피면,실리콘 산화물 식각 억제제에 의해, 식각 속도의 열화가 거의 발생하지 않으면서도, 실리콘 산화물 뿐만 아니라, 실리콘 대비 식각 선택비 또한 현저하게 향상되는 것을 알 수 있다. In addition, when examining the etching characteristics of the etching compositions prepared in Examples 1 and 2, the silicon oxide etch inhibitor hardly causes deterioration of the etching rate, and the etching selectivity compared to silicon as well as silicon oxide is also remarkable. It can be seen that the improvement is significantly improved.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with specific matters and limited examples and drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .
Claims (16)
상기 식각 조성물은 실리콘 게르마늄용인 식각 조성물.The method of claim 1,
The etching composition is an etching composition for silicon germanium.
상기 식각 조성물은 하기 관계식 1을 만족하는 식각 특성을 나타내는 식각 조성물.
(관계식 1)
S2 ≥ 10
(상기 관계식 1에서, S2는 실리콘 산화물을 포함하는 절연체 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다)3. The method of claim 2,
The etching composition is an etching composition exhibiting an etching characteristic satisfying the following Relational Equation 1.
(Relation 1)
S2 ≥ 10
(In Relation 1, S2 means the etch selectivity of silicon germanium compared to the insulator including silicon oxide)
상기 식각 조성물은 하기 관계식 2를 만족하는 식각 특성을 나타내는 식각 조성물.
(관계식 2)
S1 ≥ 100
(상기 관계식 2에서, S1은 실리콘 대비 실리콘 게르마늄의 식각 선택비를 의미한다)4. The method of claim 3,
The etching composition is an etching composition exhibiting an etching characteristic satisfying the following relational expression (2).
(Relation 2)
S1 ≥ 100
(In Relation 2, S1 means the etch selectivity of silicon germanium to silicon)
상기 식각 조성물은 관계식 3을 만족하는 식각 특성을 나타내는 함량의 산화제 및 불소 화합물을 함유하는 식각 조성물.
(관계식 3)
ER ≥ 250
(상기 관계식 3에서, ER은 실리콘 게르마늄의 식각 속도(Å/min)를 의미한다)3. The method of claim 2,
The etching composition is an etching composition containing an oxidizing agent and a fluorine compound in amounts exhibiting etching characteristics satisfying Relational Equation 3.
(relation 3)
ER ≥ 250
(In Relation 3, ER means the etching rate (Å/min) of silicon germanium)
상기 식각 조성물은 80 중량% 내지 98 중량%의 완충제를 함유하는 식각 조성물.4. The method of claim 3,
The etching composition is an etching composition containing 80% to 98% by weight of a buffer.
상기 식각 조성물은 0.01 내지 5 중량%의 불소 화합물, 0.1 내지 25 중량%의 산화제, 70 내지 98 중량%의 완충제 및 잔량의 물을 함유하는 식각 조성물.3. The method of claim 2,
The etching composition is an etching composition containing 0.01 to 5% by weight of a fluorine compound, 0.1 to 25% by weight of an oxidizing agent, 70 to 98% by weight of a buffer, and the balance of water.
상기 식각 조성물은 0.01 내지 5 중량%의 실리콘 산화물 식각 억제제를 포함하는 식각 조성물.The method of claim 1,
The etching composition is an etching composition comprising 0.01 to 5% by weight of a silicon oxide etch inhibitor.
상기 불소 화합물은 HF, NaF, KF, AlF3, HBF4, NH4F, NH4HF2, NaHF2, KHF2 및 NH4BF4에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 식각 조성물.The method of claim 1,
The fluorine compound is one or more selected from HF, NaF, KF, AlF 3 , HBF 4 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NaHF 2 , KHF 2 and NH 4 BF 4 Etching composition.
상기 산화제는 과산화아세트산, 질산, 황산, 과산화수소, 과망간산칼륨, 과벤조산, 과붕산나트륨, 과요오드산, 과탄산나트륨, 과탄산칼륨, 과황산염, 삼산화바나듐, 암모늄설페이트, 암모늄퍼설페이트, 암모늄클로라이드, 암모늄포스페이트, 질산암모늄, 질산철, 질산칼륨, 차아염소산 및 차아염소산나트륨에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 식각 조성물.The method of claim 1,
The oxidizing agent is peracetic acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen peroxide, potassium permanganate, perbenzoic acid, sodium perborate, periodic acid, sodium percarbonate, potassium percarbonate, persulfate, vanadium trioxide, ammonium sulfate, ammonium persulfate, ammonium chloride, ammonium An etching composition selected from phosphate, ammonium nitrate, iron nitrate, potassium nitrate, hypochlorous acid and sodium hypochlorite.
상기 완충제는 유기 용제를 포함하는 식각 조성물.The method of claim 1,
The buffer is an etching composition comprising an organic solvent.
상기 유기 용제는 아세트산, 포름산, 부탄산, 시트르산, 글리콜산, 옥살산, 말론산, 푸마르산, 펜탄산, 프로피온산, 타르타르산, 숙신산, 글루콘산 및 아스코르브산에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 유기산을 포함하는 식각 조성물.13. The method of claim 12,
The organic solvent is an etching composition comprising one or more organic acids selected from acetic acid, formic acid, butanoic acid, citric acid, glycolic acid, oxalic acid, malonic acid, fumaric acid, pentanoic acid, propionic acid, tartaric acid, succinic acid, gluconic acid and ascorbic acid .
An etching method using the etching composition of any one of claims 1 to 5 and 7 to 13.
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