CN113518817A - 氮化硅膜蚀刻组合物 - Google Patents
氮化硅膜蚀刻组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113518817A CN113518817A CN202080018653.6A CN202080018653A CN113518817A CN 113518817 A CN113518817 A CN 113518817A CN 202080018653 A CN202080018653 A CN 202080018653A CN 113518817 A CN113518817 A CN 113518817A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gamma
- nitride film
- silicon nitride
- epoxycyclohexyl
- beta
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 19
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XJKVPKYVPCWHFO-UHFFFAOYSA-N silicon;hydrate Chemical compound O.[Si] XJKVPKYVPCWHFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UDUKMRHNZZLJRB-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OCC)(OCC)OCC)CCC2OC21 UDUKMRHNZZLJRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LQZHZFUSFHLGHE-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)propyl]silane Chemical compound C1C(C(C)C[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 LQZHZFUSFHLGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ROYZOPPLNMOKCU-UHFFFAOYSA-N 2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl-tripropoxysilane Chemical compound C1C(CC[Si](OCCC)(OCCC)OCCC)CCC2OC21 ROYZOPPLNMOKCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BRSIMYJPCVTHGE-UHFFFAOYSA-N 2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)propyl-tripropoxysilane Chemical compound C1C(C(C)C[Si](OCCC)(OCCC)OCCC)CCC2OC21 BRSIMYJPCVTHGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- SQAZDQFHAOTWGX-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)propyl]silane Chemical compound C1C(C(C)C[Si](OCC)(OCC)OCC)CCC2OC21 SQAZDQFHAOTWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- -1 3,4-Epoxycyclohexyl Chemical group 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXDFDKOTXOJPKP-UHFFFAOYSA-N C1(CC2C(CC1)O2)C(C[Si](OCC)(OCC)OCC)C.C2(CC1C(CC2)O1)C(C[Si](OCC)(OCC)OCC)C Chemical compound C1(CC2C(CC1)O2)C(C[Si](OCC)(OCC)OCC)C.C2(CC1C(CC2)O1)C(C[Si](OCC)(OCC)OCC)C OXDFDKOTXOJPKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCDOULFCCCTGKL-UHFFFAOYSA-N O1C2CC(CCC21)CC[Si](OC)(OC)OC.O2C1CC(CCC12)CC[Si](OC)(OC)OC Chemical compound O1C2CC(CCC21)CC[Si](OC)(OC)OC.O2C1CC(CCC12)CC[Si](OC)(OC)OC HCDOULFCCCTGKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- LCHHNLSNXRDIJW-UHFFFAOYSA-N triethoxy(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)silane Chemical compound C1C([Si](OCC)(OCC)OCC)CCC2OC21 LCHHNLSNXRDIJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
- C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
- C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
- C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
- C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氮化硅膜蚀刻组合物。所述蚀刻组合物由无机酸、环氧(Epoxy)系硅化合物及水组成,本发明的蚀刻组成物具有能够最小化下部金属膜质的损伤和氧化硅膜的蚀刻,并能够选择性地去除氮化硅膜的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种对于氧化硅膜选择性地蚀刻氮化硅膜的组合物。
背景技术
氧化硅膜和氮化硅膜在半导体制造工艺中用作代表性的绝缘膜,它们可以各自单独使用或氧化硅膜和氮化硅膜交替层叠使用。
此外,所述氧化硅膜和氮化硅膜还用作形成诸如金属配线的导电图案的硬掩模。
通常,在半导体湿式工艺中为了去除氮化硅膜而使用磷酸,但是为了防止对于氧化硅膜的选择比不高和选择比发生变化,需要持续地供应纯水。
然而,在这种工艺中存在只要纯水的量稍微变化,都会产生氮化硅膜去除不良的问题。此外,由于磷酸本身是强酸,因此具有腐蚀性,从而使用起来麻烦。
作为现有技术,已知的有在磷酸混合氢氟酸或硝酸等制造的蚀刻组合物,但这反而会导致降低氮化硅膜和氧化硅膜的选择比的负面结果,尤其是,在磷酸混合氢氟酸时,具有随着工艺批次数的增加而氮化硅膜和氧化硅膜的选择比大幅变化的缺点。
这种现象是由于氢氟酸在工艺中蒸发,从而氢氟酸的浓度发生变化。
因此,需要一种能够相对于氧化硅膜选择性地蚀刻氮化硅膜,且根据工艺批次(batch)的裕度稳定的蚀刻组合物。
发明内容
要解决的问题
本发明的目的在于,提供一种在最小化氧化硅膜的蚀刻的同时能够蚀刻氮化硅膜的蚀刻组合物,即对于氧化硅膜能够选择性地蚀刻氮化硅膜的蚀刻组合物。
此外,本发明的另一目的在于,提供一种不让发生氧化硅膜表面的颗粒和氮化硅膜的去除不良等问题的蚀刻组合物。
解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明的蚀刻组合物包括无机酸、环氧(Epoxy)系硅化合物及水。
在本发明的一优选实施例中,所述环氧系硅化合物在分子结构内包括环氧键,其特征在于,其选自由γ-环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基甲基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltriprothoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltriprothoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltriprothoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltriprothoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltriproethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltriprothoxysilane)所组成的组中的一种以上。
所述无机酸可以选自由硫酸、硝酸、磷酸及它们的混合物所组成的组中的任意一种,所述无机酸为磷酸,所述蚀刻组合物还可以包括硫酸作为添加剂。
所述环氧系硅化合物的量,相对于全体的混合物为0.005至5重量%。
所述蚀刻组合物,相对于全体的组合物,还可以包括0.01至1重量%的氟化合物,氟化合物可以选自由氟化氢、氟化铵、氟化氢铵及它们中的两种以上的混合物所组成的组。
在120℃至190℃的温度下,所述硅化合物对阻碍氧化硅膜的蚀刻有效果,在160℃下,所述硅化合物对氮化硅膜的蚀刻速度相比于对氧化硅膜的蚀刻速度可以为200倍以上。
发明的效果
根据本发明的蚀刻组合物不仅具有对氧化硅膜的氮化硅膜的蚀刻选择比高的特征,还能够调节氧化硅膜的蚀刻速度,对诸如多晶硅的下部膜质的选择比也优异,因此能够广泛地适用于半导体制造工艺,且能够改善氧化硅膜表面的颗粒吸附和氮化硅膜的去除不良等问题。
此外,由于本发明的蚀刻组合物能够实现高蚀刻和高选择比,因此还可适用于片状设备。
最佳实施方式
以下,详细说明本发明。
在没有其他定义的前提下,本说明书中所使用的所有技术用语和科学用语具有与本发明所属技术领域中普通技术人员通常理解的含义相同的含义。一般情况下,本说明书中使用的命名法是本技术领域已经公知并通常使用的命名法。
在整个本申请说明书中,当某部分“包含”某构成要素时,在没有特别相反记载的情况下并不除外其他构成要素,而是意味着还可以包含其他构成要素。
本发明的一实施方式,涉及一种包括磷酸、环氧(Epoxy)系硅化合物及水,且能够抑制下部金属膜质等的损伤和氧化硅膜的蚀刻,并能够选择性地蚀刻氮化硅膜的蚀刻组合物。
更具体地,涉及一种作为在半导体制造工艺中的动态随机存取存储器(DRAM)和NAND闪存(NAND Flash Memory)制造工艺中能够选择性地湿式蚀刻氮化硅膜的组合物,蚀刻选择比为200以上的选择性氮化硅膜蚀刻组合物。
在本说明书中,蚀刻量和蚀刻速度分别是蚀刻前后薄膜厚度的减少量和减少速度。
在本说明书中,蚀刻选择比(氮化硅膜的蚀刻速度/氧化硅膜的蚀刻速度)是氮化硅膜的蚀刻速度与氧化硅膜的蚀刻速度的比值。
以下,说明本发明的具体实施方式。但这仅是示例,本发明不限于此。
本发明的氮化硅膜组合物包括无机酸、具有环氧(epoxy)结构的硅类化合物及水。
所述无机酸可以选自由硫酸、硝酸、磷酸及它们的混合物所组成的组中的任意一种。优选地,所述无机酸为磷酸,所述蚀刻组合物还可以包括硫酸作为添加剂。
磷酸是能够确保氮化硅膜的蚀刻选择比和蚀刻速度的最好的无机酸,将其与其他无机酸混合使用时能够调节氮化硅膜和氧化硅膜的选择比。
所述组合物中无机酸含量优选为80至90重量%。当未满80重量%时,存在对氮化膜的蚀刻速度降低的问题,当超过90重量%时,无法获得对氧化膜的氮化膜的高选择比。
环氧系硅化合物可以选自由γ-环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)、γ-环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基甲基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxymetyltriprothoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxyethyltriprothoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltriethoxysilane)、γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷(gamma-Glycidoxypropyltriprothoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltrimethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)甲基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)metyltriprothoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)etyltriproethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltriethoxysilane)、β-(3,4-环氧环己基)丙基三丙氧基硅烷(beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)propyltriprothoxysilane)或它们中的两种以上的混合物所组成的组中的任意一种。
环氧系硅化合物的含量没有被特别限定,但是可以对于全体的混合物为0.005至5重量%。当未满0.001重量%时,对氧化硅膜的蚀刻防止效果降低,当超过10重量%时,对氮化硅膜和氧化硅膜的选择比提高的幅度降低,且发生氮化硅膜的蚀刻不良或氧化硅膜表面残留颗粒的问题。
所述蚀刻组合物,对于全体的组合物,还可以包括0.01至1重量%的氟化合物,氟化合物可以选自由氟化氢、氟化铵、氟化氢铵及它们中的两种以上的混合物所组成的组。
当所述氟化合物的添加量未满0.01重量%时,氮化硅膜的蚀刻速度变小,以使氮化硅膜的去除变难,当超过1重量%时,虽然氮化硅膜的时刻速度变高,但是氧化硅膜的时刻速度也变高,从而存在选择比变差的问题。
在120℃至190℃的温度下,所述硅化合物对阻碍氧化硅膜的蚀刻有效果,在160℃下,所述硅化合物对氮化硅膜的蚀刻速度相比于对氧化硅膜的蚀刻速度可以为200倍以上。
下面说明本发明的优选实施例和比较例。但是下述实施例仅是本发明的一优选实施例,本发明不限定于下述实施例。
具体实施方式
实施例1至11
按照表1、表2所记载的组成成分及组成比例投入至安装有磁棒的各个实验用烧杯之后,在常温下以500rpm的速度搅拌10分钟,从而制备了组合物。
比较例1至比较例4
按照表1所记载的组成成分和组成比例,以与实施例相同的方法制备组合物。
【表1】
【表2】
A-1:磷酸
B-1:γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷
B-2:γ-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷
B-3:γ-环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷
B-4:γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷
B-5:β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷
B-6:β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷
B-7:正硅酸四乙酯(Tetra ethlyortho silicate)
B-8:氨基丙基三乙氧基硅烷
C-1:去离子水
D-1:氟化铵(NH4F)
D-2:氟酸
特性测定(氧化硅膜和氮化硅膜的蚀刻速度测定)
为了测定上述实施例及比较例所制备的蚀刻组合物的性能,利用CVD方法以与半导体制造过程相同地进行沉积,从而分别准备了氮化硅膜和氧化硅膜晶圆。
在开始蚀刻之前,利用扫描电子显微镜和椭偏仪测定了蚀刻之前的厚度。
然后,在以500rpm的速度搅拌的石英材质的搅拌槽中,在维持在160℃的蚀刻组合物中浸渍氧化硅膜和氮化硅膜的晶圆的试片而进行蚀刻工艺,蚀刻完成后用超纯水洗涤后,利用干燥装置将残留蚀刻组合物和水分进行完全干燥。
经干燥的晶圆的试片利用扫描电子显微镜和椭偏仪测定了蚀刻后的薄膜厚度。
通过蚀刻前后的薄膜厚度,测定了蚀刻速度。
参照上述表1,可知实施例1至9的蚀刻组合物相比于氧化硅膜具有优异的氮化硅膜的选择性蚀刻速度,可知这是通过对氧化硅膜的蚀刻抑制来实现。
由这些结果,确认了本发明的蚀刻组合物通过包括环氧系硅化合物来提高氮化硅膜的蚀刻速度、蚀刻选择比及蚀刻稳定性,从而提供一种能够提高蚀刻工艺效率的蚀刻组合物。
参照上述表2,可以确认在实施例10至11中一起使用环氧系硅化合物的氧化硅膜蚀刻抑制剂和氟化合物的氮化硅膜蚀刻增加剂来制备的蚀刻组合物,因氟化合物的添加,氮化硅膜的蚀刻速度更加显著增加,而氧化硅膜的蚀刻速度几乎没有变化。
与没有使用氟化合物的实施例3相比较,由于氟化合物的作用,氮化硅膜的蚀刻速度几乎增加2倍以上,且由于因氧化硅膜蚀刻抑制剂的作用氧化膜的蚀刻速度几乎没有变化,从而获得大幅提高选择比的效果。
因此,本发明的蚀刻溶液使用于氮化硅膜的蚀刻工艺而能够实现高蚀刻和高选择比,因此还能够适用于片状设备(sheetfed equipments)。
特性测定(氧化硅膜的颗粒及异常生长测定)
蚀刻组合物内产生的反应副产物被析出,从而能够增加已执行蚀刻工艺的膜的厚度。这种现象称为异常生长。此外,蚀刻组合物内生成的反应副产物能够生成颗粒。发生上述异常生长和颗粒时,在后续工艺中,会发生各种缺陷。
用电子显微镜(SEM)扫描上述比较例1至4及实施例1至11中蚀刻的氧化硅膜表面以检查发生颗粒与否,用电子显微镜(SEM)拍摄被蚀刻的氧化硅膜的垂直截面以检查异常生长与否,并将检查结果示于下表3。
【表3】
比较实施例1至11和比较例,如上述表3中所示,在根据本发明的蚀刻组合物的实施例1至11均未发生颗粒和异常生长。
相比之下,在比较例1发生异常生长,在比较例2至4均有发生颗粒及异常生长。
从结果来看,根据本发明的蚀刻组合物能够最小化蚀刻工艺中会发生的颗粒和异常生长而减少不良发生。
Claims (11)
1.一种氮化硅膜蚀刻组合物,包括:
无机酸、环氧系硅化合物及水。
2.根据权利要求1所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,还包括氟化合物。
3.根据权利要求1所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
由80至90重量%的所述无机酸,0.005至5重量%的所述环氧系硅化合物,及余量的水组成。
4.根据权利要求2所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
由80至90重量%的所述无机酸,0.005至5重量%的所述环氧系硅化合物,0.01至1重量%的氟化合物,及余量的水组成。
5.根据权利要求1或2所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
环氧系硅化合物选自由γ-环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基甲基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)甲基三丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)丙基三丙氧基硅烷或它们中的两种以上的混合物所组成的组。
6.根据权利要求1或2所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
所述无机酸选自由硫酸、硝酸、磷酸、或它们中的两种以上的混合物所组成的组。
7.根据权利要求6所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,所述无机酸是磷酸和硫酸。
8.根据权利要求4所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
所述氟化合物选自由氟化氢、氟化铵、氟化氢铵或它们中的两种以上的混合物所组成的组。
9.根据权利要求1或2所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
在120℃至190℃的温度下,所述环氧系硅化合物阻碍对氧化硅膜的蚀刻。
10.根据权利要求9所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
在160℃下,所述组合物对氮化硅膜的蚀刻速度相比于对氧化硅膜的蚀刻速度为200倍以上。
11.根据权利要求10所述的氮化硅膜蚀刻组合物,其特征在于,
对所述氮化硅膜的蚀刻速度相比于对氧化硅膜的蚀刻速度为1000倍以上。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2019-0025511 | 2019-03-06 | ||
KR1020190025511A KR102031251B1 (ko) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | 실리콘질화막 식각 조성물 |
PCT/KR2020/001801 WO2020180016A1 (ko) | 2019-03-06 | 2020-02-10 | 실리콘질화막 식각 조성물 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113518817A true CN113518817A (zh) | 2021-10-19 |
CN113518817B CN113518817B (zh) | 2022-08-16 |
Family
ID=68210208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080018653.6A Active CN113518817B (zh) | 2019-03-06 | 2020-02-10 | 氮化硅膜蚀刻组合物 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11555150B2 (zh) |
JP (1) | JP7271691B2 (zh) |
KR (1) | KR102031251B1 (zh) |
CN (1) | CN113518817B (zh) |
TW (1) | TWI740368B (zh) |
WO (1) | WO2020180016A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102031251B1 (ko) * | 2019-03-06 | 2019-10-11 | 영창케미칼 주식회사 | 실리콘질화막 식각 조성물 |
CN111925803B (zh) * | 2020-08-14 | 2021-10-01 | 上海新阳半导体材料股份有限公司 | 高选择比氮化硅蚀刻液、其制备方法及应用 |
CN115894077B (zh) * | 2022-10-10 | 2023-07-25 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 3d nand结构片的选择性蚀刻液 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101258444A (zh) * | 2005-09-09 | 2008-09-03 | 布鲁尔科技公司 | 用来在不存在氮化硅的条件下进行硅的koh蚀刻的负性光刻胶 |
CN101657758A (zh) * | 2007-04-17 | 2010-02-24 | 布鲁尔科技公司 | 用于无氮化硅的硅湿蚀刻的耐碱性负性光刻胶 |
KR20110031796A (ko) * | 2009-09-21 | 2011-03-29 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
CN104781915A (zh) * | 2012-11-16 | 2015-07-15 | 富士胶片株式会社 | 半导体基板的蚀刻液、使用其的蚀刻方法及半导体元件的制造方法 |
CN107345137A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | Oci有限公司 | 能够抑制颗粒出现的蚀刻溶液 |
CN107573940A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | Oci有限公司 | 氮化硅膜蚀刻溶液 |
CN108220963A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-06-29 | 东友精细化工有限公司 | 多层膜用蚀刻液组合物、蚀刻方法及阵列基板的制造方法 |
CN109913221A (zh) * | 2018-02-09 | 2019-06-21 | Ltcam株式会社 | 氮化硅膜的蚀刻组合物 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5728203A (en) * | 1995-10-26 | 1998-03-17 | Lord Corporation | Aqueous protective and adhesion promoting composition |
US6605365B1 (en) * | 1996-11-04 | 2003-08-12 | The Boeing Company | Pigmented alkoxyzirconium sol |
US6812990B1 (en) * | 2000-04-26 | 2004-11-02 | Micron Technology, Inc. | Method for making sol gel spacers for flat panel displays |
JP2012099550A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Sanyo Chem Ind Ltd | 窒化ケイ素用エッチング液 |
DE102013215440A1 (de) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Metallvorbehandlung mit sauren wasserhaltigen Zusammensetzungen umfassend Silane |
KR20160136303A (ko) * | 2014-03-26 | 2016-11-29 | 도레이 카부시키가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 |
ES2721434T3 (es) * | 2014-12-30 | 2019-07-31 | Doerken Ewald Ag | Composición de pasivación que comprende un compuesto de silicato modificado con silano |
KR102415960B1 (ko) * | 2016-02-05 | 2022-07-01 | 동우 화인켐 주식회사 | 실리콘 질화막 식각액 조성물 및 이를 이용하는 반도체 소자 및 tft 어레이 기판의 제조방법 |
KR102507051B1 (ko) * | 2016-05-04 | 2023-03-07 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각 용액 |
KR102343436B1 (ko) * | 2018-07-11 | 2021-12-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
KR102031251B1 (ko) * | 2019-03-06 | 2019-10-11 | 영창케미칼 주식회사 | 실리콘질화막 식각 조성물 |
-
2019
- 2019-03-06 KR KR1020190025511A patent/KR102031251B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-02-06 TW TW109103738A patent/TWI740368B/zh active
- 2020-02-10 WO PCT/KR2020/001801 patent/WO2020180016A1/ko active Application Filing
- 2020-02-10 JP JP2021547825A patent/JP7271691B2/ja active Active
- 2020-02-10 CN CN202080018653.6A patent/CN113518817B/zh active Active
- 2020-02-10 US US17/430,480 patent/US11555150B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101258444A (zh) * | 2005-09-09 | 2008-09-03 | 布鲁尔科技公司 | 用来在不存在氮化硅的条件下进行硅的koh蚀刻的负性光刻胶 |
CN101657758A (zh) * | 2007-04-17 | 2010-02-24 | 布鲁尔科技公司 | 用于无氮化硅的硅湿蚀刻的耐碱性负性光刻胶 |
KR20110031796A (ko) * | 2009-09-21 | 2011-03-29 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
CN104781915A (zh) * | 2012-11-16 | 2015-07-15 | 富士胶片株式会社 | 半导体基板的蚀刻液、使用其的蚀刻方法及半导体元件的制造方法 |
CN107345137A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | Oci有限公司 | 能够抑制颗粒出现的蚀刻溶液 |
CN107573940A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | Oci有限公司 | 氮化硅膜蚀刻溶液 |
CN108220963A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-06-29 | 东友精细化工有限公司 | 多层膜用蚀刻液组合物、蚀刻方法及阵列基板的制造方法 |
CN109913221A (zh) * | 2018-02-09 | 2019-06-21 | Ltcam株式会社 | 氮化硅膜的蚀刻组合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202033747A (zh) | 2020-09-16 |
TWI740368B (zh) | 2021-09-21 |
WO2020180016A1 (ko) | 2020-09-10 |
CN113518817B (zh) | 2022-08-16 |
KR102031251B1 (ko) | 2019-10-11 |
JP7271691B2 (ja) | 2023-05-11 |
JP2022520655A (ja) | 2022-03-31 |
US11555150B2 (en) | 2023-01-17 |
US20220127530A1 (en) | 2022-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113518817B (zh) | 氮化硅膜蚀刻组合物 | |
US10995268B2 (en) | Etching composition effective to selectively wet etch a silicon nitride film | |
CN108690621B (zh) | 氮化硅膜刻蚀用混合物 | |
JP4815406B2 (ja) | シリコン酸化膜選択性湿式エッチング溶液及びエッチング方法 | |
KR101907637B1 (ko) | 실리콘질화막의 고선택비 식각 조성물 | |
KR20190096785A (ko) | 실리콘질화막 식각을 위한 고선택비 식각용 조성물 | |
JP7531047B2 (ja) | タングステン膜に対する窒化チタン膜のエッチング選択比を調節するためのエッチング液組成物、及びこれを用いたエッチング方法 | |
US11542167B2 (en) | Silica particle dispersion liquid and production method thereof | |
US20190276778A1 (en) | Composition for semiconductor process and semiconductor process | |
KR102398593B1 (ko) | 실리콘 질화막에 대한 선택적 에칭을 위한 식각 조성물 | |
CN114395395B (zh) | 具有高选择比的氮化硅蚀刻液及其制备方法和应用 | |
CN110846040A (zh) | 一种高容硅量磷酸基蚀刻液及其配制方法 | |
CN113195699A (zh) | 洗涤剂组成物及利用其的洗涤方法 | |
CN112410036B (zh) | 一种低选择性的bpsg和peteos薄膜的蚀刻液 | |
CN114621769A (zh) | 一种蚀刻组合物及其应用 | |
KR102450687B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
KR102464161B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
KR102309755B1 (ko) | 질화티타늄막 및 텅스텐막 적층체 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 식각방법 | |
CN113568286A (zh) | 一种去除蚀刻残留物的清洗液 | |
TWI837418B (zh) | 蝕刻組合物、使用彼蝕刻半導體元件之絕緣膜的方法、以及製備半導體元件的方法 | |
KR102457243B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
CN105543008A (zh) | 一种用于低k介电材料的清洗处理的清洗液组合物 | |
JP2021034737A (ja) | エッチング組成物、それを用いた絶縁膜のエッチング方法、及び半導体素子の製造方法 | |
US20230374383A1 (en) | Etching Composition, Etching Method, Method for Manufacturing Semiconductor Device, and Method for Manufacturing Gate-All-Around-Type Transistor | |
CN117210291A (zh) | 一种清洗不良硅片的混合溶液 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Gyeongbuk, South Korea Patentee after: YC Chemical Products Co.,Ltd. Address before: Gyeongbuk, South Korea Patentee before: YOUNG CHANG CHEMICAL CO.,LTD. |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |