KR101316054B1 - 실리콘 산화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 산화막의 식각 방법 - Google Patents

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Abstract

불화수소, 음이온성 고분자 및 탈이온수를 포함하고, 반도체 기판 상의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 높은 실리콘 산화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 산화막의 식각 방법이 제공된다.
실리콘 산화막, 식각, 음이온성 고분자, 질화막, 식각 선택비

Description

실리콘 산화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 산화막의 식각 방법 {COMPOSITION FOR ETCHING SILICON OXIDE LAYER AND METHOD FOR ETCHING SILICON OXIDE LAYER USING THE SAME}
본 기재는 실리콘 산화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 산화막의 식각 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 장치 제조기술의 발달은 미세 공정기술을 기본으로 하여 추진되어 오고 있으며, 특히 소자간을 분리하는 소자 분리막의 간격 축소가 미세화 기술에 있어 중요한 항목 중의 하나로 대두되고 있다.
반도체 집적회로 또는 반도체 커패시터 등 전자소자의 제조에 있어, 패턴 및 절연막을 형성하기 위하여 실리콘 산화막이 널리 사용되고 있다.  상기 실리콘 산화막을 일정 부분 제거하기 위한 방법으로는 대개 습식 식각(에칭) 공정이 많이 사용되는데, 희박 불산 용액(diluted hydrofluoric acid solution, DHF) 또는 완충 불산 용액(buffers hydrofluoric acid solution, BHF)과 같이 주로 불산을 식각 활성 성분으로 한 식각용 조성물이 주로 이용되고 있다.
그러나 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 기능의 다양성이 나타나면서 전혀 다른 식각 특성을 보이는 다양한 종류의 막이 반도체 기판 상에 함께 존재하는 경우가 많아지고 있다.  예를 들면, 질화막으로는 실리콘나이트라이드(SiN)막 또는 티타늄나이트라이드(TiN)막이 사용되고 있으며, 상기 실리콘나이트라이드막도 HT(high temperature) 실리콘나이트라이드막, LP(low pressure) 실리콘나이트라이드막, ALD(atomic layer deposition) 실리콘나이트라이드막 등 식각 특성이 다른 다양한 막이 적용 중에 있다.  또한 실리콘 산화막으로 사용되는 열산화계 실리콘 산화막; TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막 등의 CVD(chemical vapor deposition)계 실리콘 산화막; BPSG(boron phosphor silicate glass), BSG(boron silicate glass) 등의 도핑계 실리콘 산화막도 같은 물질임에도 불구하고 그 제조 방법에 따라 서로 다른 식각 특성을 나타내고 있다.    
반도체 커패시터와 같은 소자의 경우, 상기 각종 질화막은 식각 정지막(stopping layer)으로 사용되고 있으므로, 상기 각종 실리콘 산화막에 대한 식각 속도를 높게 유지하면서, 상기 각종 질화막에 대한 식각 속도를 낮출 수 있는 식각용 조성물이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 기판 상에 존재하는 각종 실리콘 산화막에 대한 식각 속도를 높게 유지하면서 각종 질화막에 대한 식각 속도를 낮춤으로써, 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 향상시키는 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용한 실리콘 산화막의 식각 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 불화수소; 음이온성 고분자; 및 탈이온수를 포함하는 실리콘 산화막 식각용 조성물에서, 상기 음이온성 고분자는 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.001 내지 2 중량% 포함되고, 반도체 기판 상의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 80 이상인 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제공한다.
상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 상기 불화수소 5 내지 90 중량%, 상기 음이온성 고분자 0.001 내지 2 중량% 및 상기 탈이온수 잔량을 포함할 수 있으며, 또한 상기 음이온성 고분자는 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
상기 음이온성 고분자는 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합 체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 1,000 내지 1,000,000 g/mol일 수 있으며, 또한 5,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.
상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 불화암모늄을 더 포함할 수 있으며, 상기 불화암모늄은 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 아세트산, 시트르산, 포름산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유기산; 또는 질산, 황산, 염산, 인산, 과염소산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 무기산을 더 포함할 수 있으며, 상기 유기산 또는 무기산은 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 배치 타입(batch type) 방법 또는 싱글웨이퍼 타입(single-wafer type) 방법으로 실리콘 산화막을 식각하는 공정을 포함하는 실리콘 산화막의 식각 방법을 제공한다.
상기 실리콘 산화막의 식각 공정은 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 열산화계 실리콘 산화막, CVD(chemical vapor deposition)계 실리콘 산화막, 도핑계 실리콘 산화막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 실리콘 산화막과, 실리콘나이트라이드(SiN)막, 티타늄나이트라이드(TiN)막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 질화막의 식각을 포함할 수 있으며, 상기 실리콘 산화막은 2종 이상일 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 사용할 경우, 기판 상에 존재하는 식각 성질이 다른 각종 실리콘 산화막에 대하여 높은 식각률을 얻는 동시에 기판 상에 존재하는 각종 질화막에 대하여 낮은 식각률을 얻음으로써 식각 공정에서 요구되는 질화막 대비 실리콘 산화막의 높은 식각 선택성을 가진다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.  다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물은 불화수소 및 음이온성 고분자를 포함한다.
상기 불화수소는 각종 산화물을 식각하기 위하여 일반적으로 사용되는 것으 로, 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 5 내지 90 중량%로 사용될 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 80 중량%로 사용될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 20 내지 70 중량%로 사용될 수 있다.  불화수소가 상기 범위 내로 사용되는 경우 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 높일 수 있다.
상기 음이온성 고분자는 상기 불화수소의 실리콘 산화막에 대한 식각 속도에는 영향을 크게 미치지 아니하면서 정지막으로 작용하는 각종 질화막 표면을 보호하여 불화수소의 질화막으로의 유입을 지연시킴으로써 질화막에 대한 식각 속도를 감소시키는 유용한 물질이다.
본 발명자들은 질화막 표면의 제타(zetta) 전위(potential)의 (+)전위 현상을 이용하여 질화막 표면과 약하게 이온 결합할 수 있도록 (-)전위 현상이 가능한 물질을 용액상에 첨가하려는 시도를 하였다.  각종 계면활성제 등의 단량체 화합물은 식각용 조성물에 포함된 불화수소로 인하여 말단이 (-)로 전위화되는 것이 어렵기 때문에 고분자 구조를 이용하고자 하였으며, 고분자 중 (-)전위 현상이 가능한 음이온성 고분자가 가장 효과적인 것을 확인하고 음이온성 고분자를 적용하게 되었다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물에 의한 기판 상에 위치한 질화막의 식각 작용을 나타내는 개념도이다.
상기 도 1을 참조하면, 음이온성 고분자는 기판(1) 상에 위치한 질화막(3) 표면과의 높은 친화도로 인하여 질화막(3) 표면을 둘러싸면서 보호하게 되며, 이에 따라 불화수소의 질화막(3)으로의 유입이 지연됨에 따라 질화막 식각을 최소화할 수 있다.
상기 음이온성 고분자로는 말단에 음이온기를 갖는 고분자 물질이면 크게 제한되지는 않지만, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이 중 구체적으로는 폴리아크릴산을 포함하는 공중합체를 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체를 사용할 수 있다.  상기 예시한 음이온성 고분자들은 실리콘 산화막 식각용 조성물에 대한 용해도가 좋고, 각종 질화막 대비 각종 실리콘 산화막의 식각 선택비를 높일 수 있다.
상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량은 크게 제한되지는 않지만, 1,000 내지 1,000,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로는 3,000 내지 500,000 g/mol일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 5,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.  음이온성 고분자의 중량평균분자량이 상기 범위 내인 경우, 음이온성 고분자의 실리콘 산화막 식각용 조성물에의 용해도 또한 우수하며, 식각 공정 후의 잔류물 감소 측면에서도 효과적이다.  또한 상기 음이온성 고분자로 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체를 사용할 경우, 아크릴아마이드 부분의 함량이 아크릴산 부분의 함량보다 상대적으로 많으면 실리콘 산화막 식각용 조성물에 대한 용해도가 더 우수해진다.
상기 음이온성 고분자는 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.001 내지 2 중량%로 사용할 수 있으며, 구체적으로는 0.001 내지 1 중량%로 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 0.01 내지 1 중량%로 사용할 수 있으며, 가장 구체적으로는 0.05 내지 0.5 중량%로 사용할 수 있다.  음이온성 고분자를 상기 범위 내로 사용할 경우 음이온성 고분자의 실리콘 산화막 식각용 조성물에의 용해도가 우수하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물은 불화암모늄을 더 포함할 수 있다.
상기 불화암모늄은 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막 등의 CVD(chemical vapor deposition)계 실리콘 산화막에 대한 식각 속도를 높일 수 있는 반면, BPSG(boron phosphor silicate glass)막, BSG(boron silicate glass)막 등의 도핑계 실리콘 산화막에 대한 식각 속도는 낮아지므로, 불화수소와 함께 사용하는 것이 좋다.
상기 불화암모늄은 사용되는 불화수소의 함량, 목표하고자 하는 대상층의 종류 및 원하는 식각량에 따라 조절하여 사용할 수 있으며, 구체적으로는 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 사용될 수 있고, 더욱 구체적으로는 10 내지 30 중량%로 사용될 수 있다.  불화암모늄이 상기 범위로 포함되는 경우 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 높일 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물은 유기산 또는 무기산을 더 포함할 수 있다.
상기 유기산으로는 C1 내지 C20의 카르복시산을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 아세트산, 시트르산, 포름산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.  상기 무기산으로는 질산, 황산, 염산, 인산, 과염소산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.  상기 유기산 또는 무기산은 각각 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 유기산과 무기산을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 유기산 또는 무기산은 TEOS막 등의 CVD계 실리콘 산화막에 대한 식각 속도 측면에서는 다소 부정적인 반면, BPSG막, BSG막 등의 도핑계 실리콘 산화막에 대한 식각 속도 향상에는 우수한 효과가 있다.
상기 유기산 또는 무기산은 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 사용할 수 있고, 구체적으로는 0.5 내지 20 중량%로 사용할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 1 내지 10 중량%로 사용할 수 있다.  유기산 또는 무기산이 상기 범위 내로 사용되는 경우 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 높일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물로 이루어진 식각액의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 통상의 방법으로 제조될 수 있다.  예를 들면, 탈이온수에 음이온성 고분자를 먼저 용해시키고 난 후, 조성물이 안정화된 이후에 불화수소 및 기타 성분을 첨가하여 제조할 수 있다.  상기 기타 성분은 불화암모늄, 유기산 또는 무기산이 될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 배치 타입(batch type) 방법 또는 싱글웨이퍼 타입(single-wafer type) 방법으로 실리콘 산화막과 질화막을 식각할 수 있다.
상기 실리콘 산화막으로는 열산화계 실리콘 산화막, TEOS막 등의 CVD계 실리콘 산화막, BPSG막, BSG막 등의 도핑계 실리콘 산화막이 사용될 수 있으며, 이들을 혼합한 실리콘 산화막을 사용할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 산화막으로 식각 성질이 다른 2종 이상의 실리콘 산화막이 사용될 수 있다.  즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 식각하는 경우, 열산화계 실리콘 산화막과 이와 식각 성질이 다른 CVD계 실리콘 산화막을 동시에 식각할 수 있으며, 열산화계 실리콘 산화막과 이와 식각 성질이 다른 도핑계 실리콘 산화막을 동시에 식각할 수 있으며, 또는 CVD계 실리콘 산화막과 이와 식각 성질이 다른 도핑계 실리콘 산화막을 동시에 식각할 수 있으며, 이들의 구체적인 예로, BPSG막 및 TEOS막을 동시에 식각하거나, BSG막 및 TEOS막을 동시에 식각할 수 있다.
또한 상기 질화막으로는 실리콘나이트라이드(SiN)막 또는 티타늄나이트라이드(TiN)막이 사용될 수 있으며, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용할 경우 반도체 기판 상의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 높일 수 있는데, 구체적으로 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 80 이상인 것이 바람직하며, 상기 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비는 높으면 높을수록 좋다.
또한 상기 식각 성질이 다른 2종 이상의 실리콘 산화막에 적용하는 경우, 예를 들어, BPSG막 및 TEOS막에 동시에 적용하는 경우에도, 각각의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비 모두 80 이상인 것을 유지하는 것이 바람직하다.  다만, 질화막 대비 BPSG막의 식각 선택비와 질화막 대비 TEOS막의 식각 선택비의 상대적인 비율은 식각 조성물을 사용하는 사용자의 요구에 따라 적절한 범위에서 조절하는 것이 가능하다.
이와 같이 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막의 식각 방법은 식각 특성이 다른 2종 이상의 실리콘 산화막을 동시에 높은 속도로 식각하면서 질화막에 대한 식각을 최대한 억제해야 하는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조에 특히 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.  다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
 
[제조예]
제조예 1
실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 불화수소 39 중량%, 불화암모늄 24 중량%, 질산 5 중량% 및 잔량의 탈이온수로 이루어진 수용액을 제조하고, 제조된 수용액에 폴리아크릴산((주)거명F/K #32, 중량평균분자량 20,000 g/mol)을 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.25 중량%가 되도록 첨가하여 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
제조예 2
제조예 1에서 폴리아크릴산 대신 폴리아크릴산/술폰산 공중합체((주)거명, 중량평균분자량 800,000 g/mol)를 동일 함량으로 첨가한 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
제조예 3
제조예 1에서 폴리아크릴산 대신 폴리아크릴 아마이드/아크릴산 공중합체((주)수산 EX 5344, 중량평균분자량 20,000 g/mol)를 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.2 중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
제조예 4  
실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 불화수소 20 중량%, 불화암모늄 19.8 중량% 및 잔량의 탈이온수로 이루어진 수용액을 제조하고, 제조된 수용액에 폴리아크릴 아마이드/아크릴산 공중합체((주)수산 EX 5344, 중량평균분자량 20,000 g/mol)를 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 중량%가 되도록 첨가하여 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
제조예 5  
실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 불화수소 60 중량% 및 잔량의 탈이온수로 이루어진 수용액을 제조하고, 제조된 수용액에 폴리아크릴 아마이드/아크릴산 공중합체((주)수산 EX 5344, 중량평균분자량 20,000 g/mol)를 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.3 중량%가 되도록 첨가하여 실리콘 산화막 식각 용 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 1
제조예 1에서 폴리아크릴산 대신 당류계 물질인 폴리글리콜 시럽((주)삼양사)을 동일 함량으로 첨가한 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 2
제조예 1에서 폴리아크릴산을 첨가하지 않은 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 3
제조예 4에서 폴리아크릴 아마이드/아크릴산 공중합체를 첨가하지 않은 것 이외에는 제조예 4와 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교 제조예 4
제조예 1에서 폴리아크릴산 대신 음이온성 계면활성제(제조사: 3M, 제품명: 4434)를 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 제조예 1과 동일한 방법으로 실리콘 산화막 식각용 조성물을 제조하였다.
 
[실시예]
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4
상기 제조예 1 내지 5 및 비교 제조예 1 내지 4에 따른 식각용 조성물을 이 용하여 기판 상에 질화막인 실리콘나이트라이드막, CVD계 실리콘 산화막인 TEOS막, 그리고 도핑계 실리콘 산화막인 BPSG막이 포함된 반도체 소자를 식각하였으며, 실리콘 산화막에 대한 제거속도 및 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비를 하기 표 1에 나타내었다.  이때 상기 제조예 1 내지 5에 따른 실시예를 각각 실시예 1 내지 5로 나타내었고, 상기 비교 제조예 1 내지 4에 따른 비교 실시예를 각각 비교예 1 내지 4로 나타내었으며, 상기 식각 선택비는 상기 실리콘 산화막 식각 속도를 상기 질화막 식각 속도로 나눈 값을 의미한다.
[표 1]
  실리콘나이트라이드막
식각 속도
(Å/min)
BPSG막
식각 속도
(Å/min)
TEOS막
식각 속도
(Å/min)
BPSG막/
실리콘나이트라이드막
식각 선택비
TEOS막/
실리콘나이트라이드막
식각 선택비
실시예 1 90 7924 9095 88.04 101.05
실시예 2 73 7728 8406 105.8 114.7
실시예 3 40 6146.1 7405 153.7 180.1
실시예 4 52 4400 16600 84 320
실시예 5 95 26000 9750 273.68 102.63
비교예 1 112.9 7379.3 8293.4 65.5 73.5
비교예 2 158 7720 9659 48.9 61.2
비교예 3 140 4900 19000 35 136
비교예 4 150 8002 9291 53 61.94
상기 표 1을 통하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 사용하여 실리콘 산화막을 식각한 실시예 1 내지 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 음이온성 고분자의 종류를 사용하지 않은 비교예 1 및 4와 음이온성 고분자를 전혀 사용하지 않은 비교예 2 및 3과 비교하여, BPSG막과 TEOS막에 대한 식각 속도를 높게 유지하면서 실리콘나이트라이드막에 대한 식각 속도를 낮게 유지함으로써, 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 높은 결과를 나타내었다.  
특히, 실시예 1 내지 5의 경우 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 80 이상의 범위를 가짐으로써 그 식각 선택비가 높게 나타남을 확인할 수 있고, 또한 식각 성질이 다른 2종 이상의 실리콘 산화막에 적용하는 경우에도 각각의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비 모두 80 이상으로 유지됨을 확인할 수 있다.  
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.  그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물에 의한 기판 상에 위치한 질화막의 식각 작용을 나타내는 개념도이다.
 
 
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> 
1: 기판   
3: 질화막                      

Claims (13)

  1. 불화수소;
    음이온성 고분자; 및
    탈이온수를 포함하는 실리콘 산화막 식각용 조성물에서,
    상기 음이온성 고분자는 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.001 내지 2 중량% 포함되고,
    반도체 기판 상의 질화막 대비 실리콘 산화막의 식각 선택비가 80 이상이고,
    상기 음이온성 고분자는 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 상기 불화수소 5 내지 90 중량%, 상기 음이온성 고분자 0.001 내지 2 중량% 및 상기 탈이온수 잔량을 포함하는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 고분자는 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함되는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 1,000 내지 1,000,000 g/mol인 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 5,000 내지 100,000 g/mol인 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 불화암모늄을 더 포함하는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  8. 제7항에 있어서,
    상기 불화암모늄은 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함되는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막 식각용 조성물은 아세트산, 시트르산, 포름산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유기산; 질산, 황산, 염산, 인산, 과염소산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 무기산; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 더 포함하는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물. 
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유기산 또는 무기산은 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 포함되는 것인 실리콘 산화막 식각용 조성물.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 배치 타입(batch type) 방법 또는 싱글웨이퍼 타입(single-wafer type) 방법으로 실리콘 산화막을 식각하는 공정을 포함하는 실리콘 산화막의 식각 방법. 
  12. 제11항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막의 식각 공정은 상기 실리콘 산화막 식각용 조성물을 이용하여 열산화계 실리콘 산화막, CVD(chemical vapor deposition)계 실리콘 산화막, 도핑계 실리콘 산화막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 실리콘 산화막과, 실리콘나이트라이드(SiN)막, 티타늄나이트라이드(TiN)막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 질화막의 식각을 포함하는 것인 실리콘 산화막의 식각 방법. 
  13. 제11항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막이 2종 이상인 것인 실리콘 산화막의 식각 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180121795A (ko) * 2016-03-30 2018-11-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 실리카 퇴적 없이 질화물 구조물을 처리하는 방법 및 장치

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102443395B (zh) * 2010-09-30 2016-01-20 韩国泰科诺赛美材料株式会社 用于湿法蚀刻二氧化硅的组合物
KR101335855B1 (ko) * 2011-12-20 2013-12-02 오씨아이 주식회사 실리콘 질화막의 에칭 용액
KR101380487B1 (ko) * 2012-05-09 2014-04-01 오씨아이 주식회사 실리콘 질화막의 에칭 용액
JP6302708B2 (ja) * 2013-03-29 2018-03-28 芝浦メカトロニクス株式会社 ウェットエッチング装置
CN104745195A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 苏州同冠微电子有限公司 一种vdmos的 pn结用染色溶液及其使用方法
KR102269921B1 (ko) * 2014-03-31 2021-06-28 삼성디스플레이 주식회사 유리 강화용 조성물 및 이를 이용한 터치 스크린 글래스의 제조 방법
US9868902B2 (en) 2014-07-17 2018-01-16 Soulbrain Co., Ltd. Composition for etching
KR102242951B1 (ko) * 2014-08-12 2021-04-22 주식회사 이엔에프테크놀로지 실리콘 산화막 에칭액
US10515820B2 (en) 2016-03-30 2019-12-24 Tokyo Electron Limited Process and apparatus for processing a nitride structure without silica deposition
CN106277812A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 凯盛科技股份有限公司 一种曲面盖板玻璃蚀刻液
US20180093890A1 (en) * 2016-10-04 2018-04-05 Honeywell International Inc. Aqueous hydrogen fluoride compositions
KR102571430B1 (ko) * 2018-10-31 2023-08-28 오씨아이 주식회사 실리콘 기판 식각 용액 및 이를 사용한 반도체 소자의 제조 방법
CN116103047B (zh) * 2022-09-20 2024-03-12 湖北兴福电子材料股份有限公司 一种高选择性蚀刻掺杂氧化硅/碳氮化硅的蚀刻液

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002534347A (ja) * 1998-12-30 2002-10-15 アライドシグナル インコーポレイテッド Hfエッチングおよび酸化物スケール除去
KR20050037332A (ko) * 2003-10-17 2005-04-21 삼성전자주식회사 높은 식각 선택비를 갖는 식각 조성물, 이의 제조 방법,이를 이용한 산화막의 선택적 식각 방법 및 반도체 장치의제조 방법
KR20050106997A (ko) * 2004-05-07 2005-11-11 테크노세미켐 주식회사 실리콘 산화막 에칭용 조성물 및 이를 이용한 실리콘산화막 에칭방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0170902B1 (ko) * 1995-12-29 1999-03-30 김주용 반도체 소자의 제조방법
EP1505639B1 (en) * 2002-04-30 2008-08-06 Hitachi Chemical Company, Ltd. Polishing fluid and polishing method
US7176041B2 (en) * 2003-07-01 2007-02-13 Samsung Electronics Co., Ltd. PAA-based etchant, methods of using same, and resultant structures
US7553803B2 (en) * 2004-03-01 2009-06-30 Advanced Technology Materials, Inc. Enhancement of silicon-containing particulate material removal using supercritical fluid-based compositions
KR100604853B1 (ko) * 2004-05-15 2006-07-26 삼성전자주식회사 산화막 제거용 식각액 및 그 제조 방법과 반도체 소자의제조 방법
KR100860367B1 (ko) * 2006-08-21 2008-09-25 제일모직주식회사 금속실리사이드막 대비 실리콘 산화막에 대한 상대적인 식각 선택성이 향상된 식각용액

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002534347A (ja) * 1998-12-30 2002-10-15 アライドシグナル インコーポレイテッド Hfエッチングおよび酸化物スケール除去
KR20050037332A (ko) * 2003-10-17 2005-04-21 삼성전자주식회사 높은 식각 선택비를 갖는 식각 조성물, 이의 제조 방법,이를 이용한 산화막의 선택적 식각 방법 및 반도체 장치의제조 방법
KR20050106997A (ko) * 2004-05-07 2005-11-11 테크노세미켐 주식회사 실리콘 산화막 에칭용 조성물 및 이를 이용한 실리콘산화막 에칭방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180121795A (ko) * 2016-03-30 2018-11-08 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 실리카 퇴적 없이 질화물 구조물을 처리하는 방법 및 장치
KR102172305B1 (ko) 2016-03-30 2020-10-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 실리카 퇴적 없이 질화물 구조물을 처리하는 방법 및 장치

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