KR102080587B1 - 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 - Google Patents
폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102080587B1 KR102080587B1 KR1020130108434A KR20130108434A KR102080587B1 KR 102080587 B1 KR102080587 B1 KR 102080587B1 KR 1020130108434 A KR1020130108434 A KR 1020130108434A KR 20130108434 A KR20130108434 A KR 20130108434A KR 102080587 B1 KR102080587 B1 KR 102080587B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydroxide
- polysilicon
- water
- composition
- amorphous silicon
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title description 10
- -1 amine compound Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 11
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6,7,8,9,10-octahydropyrimido[1,2-a]azepine Chemical compound C1CCCCN2CCCN=C21 GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RKMGAJGJIURJSJ-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylpiperidine Chemical compound CC1(C)CCCC(C)(C)N1 RKMGAJGJIURJSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HOPRXXXSABQWAV-UHFFFAOYSA-N anhydrous collidine Natural products CC1=CC=NC(C)=C1C HOPRXXXSABQWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XULIXFLCVXWHRF-UHFFFAOYSA-N 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine Chemical compound CN1C(C)(C)CCCC1(C)C XULIXFLCVXWHRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CN=C1C HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LINDOXZENKYESA-UHFFFAOYSA-N TMG Natural products CNC(N)=NC LINDOXZENKYESA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N quinuclidine Chemical compound C1CC2CCN1CC2 SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-non-5-ene Chemical compound C1CCN=C2CCCN21 SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M benzyltrimethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 NDKBVBUGCNGSJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 1,3-dibromo-5-methoxybenzene Chemical compound COC1=CC(Br)=CC(Br)=C1 OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JQDCIBMGKCMHQV-UHFFFAOYSA-M diethyl(dimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](C)(C)CC JQDCIBMGKCMHQV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M hexadecyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229950009414 pempidine Drugs 0.000 claims description 2
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 claims description 2
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- DCFYRBLFVWYBIJ-UHFFFAOYSA-M tetraoctylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCC[N+](CCCCCCCC)(CCCCCCCC)CCCCCCCC DCFYRBLFVWYBIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- QVOFCQBZXGLNAA-UHFFFAOYSA-M tributyl(methyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](C)(CCCC)CCCC QVOFCQBZXGLNAA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- FTTATHOUSOIFOQ-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6,7,8,8a-octahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine Chemical compound C1NCCN2CCCC21 FTTATHOUSOIFOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- QIVUCLWGARAQIO-OLIXTKCUSA-N (3s)-n-[(3s,5s,6r)-6-methyl-2-oxo-1-(2,2,2-trifluoroethyl)-5-(2,3,6-trifluorophenyl)piperidin-3-yl]-2-oxospiro[1h-pyrrolo[2,3-b]pyridine-3,6'-5,7-dihydrocyclopenta[b]pyridine]-3'-carboxamide Chemical compound C1([C@H]2[C@H](N(C(=O)[C@@H](NC(=O)C=3C=C4C[C@]5(CC4=NC=3)C3=CC=CN=C3NC5=O)C2)CC(F)(F)F)C)=C(F)C=CC(F)=C1F QIVUCLWGARAQIO-OLIXTKCUSA-N 0.000 description 4
- HFGHRUCCKVYFKL-UHFFFAOYSA-N 4-ethoxy-2-piperazin-1-yl-7-pyridin-4-yl-5h-pyrimido[5,4-b]indole Chemical compound C1=C2NC=3C(OCC)=NC(N4CCNCC4)=NC=3C2=CC=C1C1=CC=NC=C1 HFGHRUCCKVYFKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- AYOOGWWGECJQPI-NSHDSACASA-N n-[(1s)-1-(5-fluoropyrimidin-2-yl)ethyl]-3-(3-propan-2-yloxy-1h-pyrazol-5-yl)imidazo[4,5-b]pyridin-5-amine Chemical compound N1C(OC(C)C)=CC(N2C3=NC(N[C@@H](C)C=4N=CC(F)=CN=4)=CC=C3N=C2)=N1 AYOOGWWGECJQPI-NSHDSACASA-N 0.000 description 4
- XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N odevixibat Chemical compound C12=CC(SC)=C(OCC(=O)N[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC)C(O)=O)C=3C=CC(O)=CC=3)C=C2S(=O)(=O)NC(CCCC)(CCCC)CN1C1=CC=CC=C1 XULSCZPZVQIMFM-IPZQJPLYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 4
- HADKRTWCOYPCPH-UHFFFAOYSA-M trimethylphenylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C1=CC=CC=C1 HADKRTWCOYPCPH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- OEBXWWBYZJNKRK-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,3,4,6,7,8-hexahydropyrimido[1,2-a]pyrimidine Chemical compound C1CCN=C2N(C)CCCN21 OEBXWWBYZJNKRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWKNOLCXIFYNFV-HSZRJFAPSA-N 2-[[(2r)-1-[1-[(4-chloro-3-methylphenyl)methyl]piperidin-4-yl]-5-oxopyrrolidine-2-carbonyl]amino]-n,n,6-trimethylpyridine-4-carboxamide Chemical compound CN(C)C(=O)C1=CC(C)=NC(NC(=O)[C@@H]2N(C(=O)CC2)C2CCN(CC=3C=C(C)C(Cl)=CC=3)CC2)=C1 DWKNOLCXIFYNFV-HSZRJFAPSA-N 0.000 description 2
- BLFRQYKZFKYQLO-UHFFFAOYSA-N 4-aminobutan-1-ol Chemical compound NCCCCO BLFRQYKZFKYQLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FZLSDZZNPXXBBB-KDURUIRLSA-N 5-chloro-N-[3-cyclopropyl-5-[[(3R,5S)-3,5-dimethylpiperazin-1-yl]methyl]phenyl]-4-(6-methyl-1H-indol-3-yl)pyrimidin-2-amine Chemical compound C[C@H]1CN(Cc2cc(Nc3ncc(Cl)c(n3)-c3c[nH]c4cc(C)ccc34)cc(c2)C2CC2)C[C@@H](C)N1 FZLSDZZNPXXBBB-KDURUIRLSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N N-methylethanolamine Chemical compound CNCCO OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 239000012973 diazabicyclooctane Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- VOVZXURTCKPRDQ-CQSZACIVSA-N n-[4-[chloro(difluoro)methoxy]phenyl]-6-[(3r)-3-hydroxypyrrolidin-1-yl]-5-(1h-pyrazol-5-yl)pyridine-3-carboxamide Chemical compound C1[C@H](O)CCN1C1=NC=C(C(=O)NC=2C=CC(OC(F)(F)Cl)=CC=2)C=C1C1=CC=NN1 VOVZXURTCKPRDQ-CQSZACIVSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- BIIBYWQGRFWQKM-JVVROLKMSA-N (2S)-N-[4-(cyclopropylamino)-3,4-dioxo-1-[(3S)-2-oxopyrrolidin-3-yl]butan-2-yl]-2-[[(E)-3-(2,4-dichlorophenyl)prop-2-enoyl]amino]-4,4-dimethylpentanamide Chemical compound CC(C)(C)C[C@@H](C(NC(C[C@H](CCN1)C1=O)C(C(NC1CC1)=O)=O)=O)NC(/C=C/C(C=CC(Cl)=C1)=C1Cl)=O BIIBYWQGRFWQKM-JVVROLKMSA-N 0.000 description 1
- YAXWOADCWUUUNX-UHFFFAOYSA-N 1,2,2,3-tetramethylpiperidine Chemical compound CC1CCCN(C)C1(C)C YAXWOADCWUUUNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVKFHMNJTHKMRX-UHFFFAOYSA-N 3,4,6,7,8,9-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine Chemical compound C1CCN2CCCNC2=N1 FVKFHMNJTHKMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGGVALXERJRIRO-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-2-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-1H-pyrazol-5-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C(=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2)O MGGVALXERJRIRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJSVUILYGDUVMG-UHFFFAOYSA-N NCCNCCN.NCCC(O)CN Chemical compound NCCNCCN.NCCC(O)CN MJSVUILYGDUVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- UTBIMNXEDGNJFE-UHFFFAOYSA-N collidine Natural products CC1=CC=C(C)C(C)=N1 UTBIMNXEDGNJFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- GFYHSKONPJXCDE-UHFFFAOYSA-N sym-collidine Natural products CC1=CN=C(C)C(C)=C1 GFYHSKONPJXCDE-UHFFFAOYSA-N 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
- C09K13/02—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
본 발명은, 조성물 총 중량에 대하여, a) 수산화알킬암모늄 1~10 중량%, b) 수용성 아민 화합물 0.1~5 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물에 관한 것이다.
반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.
상술한 반도체 장치에 있어서, 폴리실리콘은 게이트 전극, 캐패시터 전극, 플러그, 식각 마스크 등을 형성하는 물질로서, 매우 다양한 용도로 사용되고 있다. 이를 위해 폴리실리콘을 이용하여 막을 형성하는 방법과 함께, 형성된 폴리실리콘막을 제거하는 방법도 다양하게 개발되어 왔다.
폴리실리콘막을 제거하는 방법은 크게 건식 식각 공정과 습식 식각 공정으로 나눌 수 있다.
상기 습식 식각 공정은 화학적 식각 용액을 이용하여 식각하는 방법으로서, 제거하고자 하는 대상체를 식각 용액에 담그는 등의 방법으로 식각 공정이 수행된다. 폴리실리콘막을 습식 식각 공정으로 제거하는 방법으로 종래에는 질산 및 불화수소산을 포함하는 혼합 용액을 이용하는 방법이 사용되어 왔다. 질산 및 불화수소산을 포함하는 혼합 용액을 식각 용액으로 사용하는 방법은 식각 속도가 지나치게 빨라서 식각 공정을 제어하기 곤란하고, 실리콘 산화막 등에 대해서 식각 선택비가 낮다는 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0019067호는 수산화 알킬암모늄 화합물 1.0 중량% 내지 10 중량%, 과산화수소 0.1 중량% 내지 5.0 중량% 및 여분의 순수를 포함하는 폴리실리콘 식각액 조성물을 기재하고 있다. 상기 조성물은 안정적인 식각 능력을 보유하며, 높은 식각 선택비로 폴리실리콘을 제거하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기 조성물은 과산화수소를 사용하므로 제품안전성에 문제가 발생할 수 있다는 단점을 갖는다.
한편, 최근에는 반도체 소자의 제조 시 기존의 옥사이드(oxide) 몰드 캡을 실리콘으로 변경하는 추세이다. 이에 따라 폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각할 수 있는 식각액 조성물에 대한 필요성이 대두되고 있다.
그러나, 폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각할 수 있는 식각액 조성물은 아직 알려져 있지 않으며 이에 따라, 이러한 식각액 조성물의 개발이 요구되고 있다. 특히, 폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각하면서도, SiN, TiN 및 W는 식각하지 않는 식각액 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각하면서도, SiN, TiN 및 W는 식각하지 않는 식각액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
조성물 총 중량에 대하여, a) 수산화알킬암모늄 1~10 중량%, b) 수용성 아민 화합물 0.1~5 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명의 식각액 조성물은 폴리실리콘과 함께 아몰퍼스 실리콘을 동시에 식각할 수 있으며, 특히, SiN, TiN 및 W는 식각하지 않는 특성을 갖는다.
그러므로, 실리콘 몰드 캡(silicon mold cap) 제거공정에서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은,
조성물 총 중량에 대하여, a) 수산화알킬암모늄 1~10 중량%, b) 수용성 아민 화합물 0.1~5 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물에 관한 것이다.
상기에서 수용성 아민 화합물은 수용성 3차 아민 화합물인 것이 더욱 바람직하다.
이하에서, 상기 식각액 조성물의 구성성분을 자세히 설명한다.
a)
수산화알킬암모늄
상기 수산화알킬암모늄은 수산화기에 의해 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘을 식각하는 기능을 수행한다.
상기 수산화알킬암모늄으로는 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide), 수산화 테트라에틸암모늄(tetraethylammonium hydroxide), 수산화 테트라프로필암모늄(tetrapropylammonium hydroxide), 수산화 테트라부틸암모늄(tetrabutylammonium hydroxide), 수산화 테트라헥실암모늄(tetrahexylammonium hydroxide), 수산화 테트라옥틸암모늄(tetraoctylammonium hydroxide), 수산화 벤질트리에틸암모늄(benzyltrimethylammonium hydroxide), 수산화 디에틸디메틸암모늄(diethyldimethylammonium hydroxide), 수산화 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium hydroxide), 수산화 메틸트리부틸암모늄(methyltributylammonium hydroxide) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것이 사용될 수 있다.
상기 수산화알킬암모늄은 조성물 총 중량에 대하여 1~10 중량%로 포함될 수 있다. 수산화알킬암모늄의 함량이 상술한 범위를 벗어나는 경우에는 식각 성능이 저하되며 공정 시간이 길어질 수 있다.
b) 수용성 아민 화합물
상기 수용성 아민 화합물은 염기도(basicity)를 높여 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘에 대한 식각 성능을 향상시키는 역할을 한다.
상기 수용성 아민 화합물로는 모노에탄올아민(MEA), 에틸렌디아민(EDA), 모노이소프로판올아민(MIPA), 부탄올아민(BA) 같은 수용성 1차 아민;
디에탄올아민(DEA), 모노메틸에탄올아민(MMEA), 아미노에틸에탄올아민디에틸렌트리아민, 몰포린 같은 수용성 2차 아민;
1,5,7-트리아자바이시클로(4.4.0)덱-5-엔(TBD), 7-메틸-1,5,7-트리아자바이시클로(4.4.0)덱-5-엔(MTBD), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-엔(DBU), 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔 (DBN), 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘(TMG), 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄(DABCO) 1-아자바이시클로[2.2.2]옥탄(Quinuclidine), 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘(TMP), 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(Pempidine), 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄(TED), 트리메틸피리딘(Collidine), 디메틸피리딘(Lutidine) 같은 수용성 3차 아민을 들 수 있다.
상기 수용성 아민 화합물 중 특히, 수용성 3차 아민이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 수용성 아민 화합물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.1~5 중량%로 포함될 수 있다. 수용성 아민 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 실리콘 식각 효과가 부족해지며, 5 중량%를 초과하는 경우는 실리콘 식각 성능이 저하되어 공정 시간이 길어질 수 있다.
c) 물
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 c)물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 물의 비저항 값(즉, 물속에 이온이 제거된 정도)이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 좋다. 상기 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량으로 포함된다.
본 발명의 식각액 조성물은 전술한 성분 이외에 이 분야에서 사용되는 부식방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물은 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조가 가능하며, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예
1 내지 11 및
비교예
1 내지 7의
식각액
조성물의 제조
하기 표 1 및 2에 나타낸 조성에 따라 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물을 제조하였다.
| TMAH | TBAH | TMPAH | DBN | DBU | DABCO | DIW | ||
| 실시예-1 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-2 | 5 | 0.5 | 94.5 | |||||
| 실시예-3 | 5 | 3 | 92 | |||||
| 실시예-4 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-5 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-6 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-7 | 5 | 1 | 94 | |||||
| TMAH | TBAH | TMPAH | MEA | MIPA | DETA | DEA | DIW | |
| 실시예-8 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-9 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-10 | 5 | 1 | 94 | |||||
| 실시예-11 | 5 | 1 | 94 | |||||
(단위: 중량%)
| TMAH | TBAH | TMPAH | NH4OH | H2O2 | DIW | |
| 비교예-1 | 5 | 95 | ||||
| 비교예-2 | 2 | 98 | ||||
| 비교예-3 | 10 | 90 | ||||
| 비교예-4 | 5 | 95 | ||||
| 비교예-5 | 5 | 95 | ||||
| 비교예-6 | 5 | 95 | ||||
| 비교예-7 | 5 | 1 | 94 |
(단위: 중량%)
주))
- TMAH: 테트라메틸 암모늄히드록시드
- TBAH: 테트라부틸 암모늄히드록시드
- TMPAH: 벤질트리메틸 암모늄히드록시드
- DBN: 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔
- DBU: 1,8- 디아자바이시클로[5.4.0]운데-7-엔
- DABCO: 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄
- MEA: 모노에탄올아민
- MIPA: 모노이소프로판올아민
- DETA: 디에틸렌트리아민
- DEA: 디에탄올아민
시험예
1:
식각능력
평가
(1) 실리콘
식각
속도 평가
Bare 실리콘 웨이퍼 위에 각각 폴리실리콘이 10000Å, 아몰퍼스 실리콘이 5200Å의 두께로 증착된 웨이퍼를 2 X 2 cm 크기로 잘라서 시편을 준비하였다.
상기 시편을 상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물이 담긴 80℃의 항온조에 1 분간 침지시키고, DIW로 세정한 후 N2를 이용하여 건조시켰다.
상기 식각 후, SEM을 사용하여 3 포인트의 증착된 실리콘의 막두께를 측정하여 평균값의 실리콘막의 식각속도를 계산하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(2) 금속
단일막
디펙
(
Defect
) 평가
Bare 실리콘 웨이퍼 위에 각각 SiN, TiN, 및 W가 1500, 250, 1000 Å으로 증착된 웨이퍼를 2 X 2 cm 크기로 잘라서 시편을 준비하였다.
상기 시편을 상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물이 담긴 80℃의 항온조에 5 분간 침지시키고, DIW로 세정한 후 N2를 이용하여 건조시켰다.
상기 식각 후, SEM을 사용하여 3 포인트의 증착된 막두께를 측정하여 평균값의 증착된 금속막의 디펙(Defect)을 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| Amorphors - Si 식각속도 (Å/ min ) | Poly - Si 식각속도 (Å/ min ) | SiN 디펙 | TiN 디펙 | W 디펙 | |
| 실시예-1 | 3000 | 9000 | X | X | X |
| 실시예-2 | 2900 | 8950 | X | X | X |
| 실시예-3 | 2850 | 8900 | X | X | X |
| 실시예-4 | 2950 | 8950 | X | X | X |
| 실시예-5 | 2850 | 8800 | X | X | X |
| 실시예-6 | 2750 | 8550 | X | X | X |
| 실시예-7 | 2700 | 8500 | X | X | X |
| 실시예-8 | 2350 | 8250 | X | X | X |
| 실시예-9 | 2400 | 8200 | X | X | X |
| 실시예-10 | 2500 | 8400 | X | X | X |
| 실시예-11 | 2450 | 8350 | X | X | X |
| 비교예-1 | 1950 | 7950 | X | X | X |
| 비교예-2 | 1850 | 7850 | X | X | X |
| 비교예-3 | 1800 | 7700 | X | X | X |
| 비교예-4 | 1750 | 7500 | X | X | X |
| 비교예-5 | 1700 | 7450 | X | X | X |
| 비교예-6 | 1500 | 3500 | X | X | X |
| 비교예-7 | 2650 | 8450 | X | X | O |
상기 표 3에서 확인되는 바와 같이,
상기 실시예 1 내지 3의 식각액 조성물의 식각능력을 수용성 3차아민 없이 같은 함량의 수산화알킬암모늄을 포함한 비교예 1의 식각액 조성물과 비교한 결과, 아폴퍼스 실리콘에서 최소 분당 900 Å이상, 폴리실리콘에서 최소 분당 950 Å 이상 더 우수한 식각 성능을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, 실시예 4 내지 11의 식각액 조성물로부터 실시예 1 내지 3과 다른 종류의 수용성 3차 아민을 사용하거나 또는 다른 종류의 수용성 아민 화합물을 사용하는 경우에도 목적하는 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1 내지 5의 식각액 조성물로부터 수산화알킬암모늄을 포함하더라도 수용성 아민 화합물을 포함하지 않는 경우에는 아몰퍼스 실리콘과 폴리실리콘의 식각량이 감소함을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 6의 식각액 조성물로부터 수산화암모늄을 사용하는 경우에는 아몰퍼스 실리콘과 폴리실리콘의 식각량이 감소함을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 7의 식각액 조성물로부터 수산화알킬암모늄과 더불어 과산화수소를 포함하는 경우, W막의 식각에 디펙이 관찰됨을 확인할 수 있었다.
Claims (5)
- 조성물 총 중량에 대하여, a) 수산화알킬암모늄 1~10 중량%, b) 수용성 아민 화합물 0.1~5 중량%, 및 c) 잔량의 물을 포함하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물로서,
상기 수산화알킬암모늄은 상기 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘을 식각하고, 상기 수용성 아민 화합물은 상기 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘에 대한 식각 성능을 향상시키며,
상기 수용성 아민 화합물은 수용성 3차 아민 화합물로, 1,5,7-트리아자바이시클로(4.4.0)덱-5-엔(TBD), 7-메틸-1,5,7-트리아자바이시클로(4.4.0)덱-5-엔(MTBD), 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-엔(DBU), 1,5-디아자바이시클로[4.3.0]논-5-엔 (DBN), 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘(TMG), 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄(DABCO) 1-아자바이시클로[2.2.2]옥탄(Quinuclidine), 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘(TMP), 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(Pempidine), 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄(TED), 트리메틸피리딘(Collidine), 및 디메틸피리딘(Lutidine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 수산화알킬암모늄이 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide), 수산화 테트라에틸암모늄(tetraethylammonium hydroxide), 수산화 테트라프로필암모늄(tetrapropylammonium hydroxide), 수산화 테트라부틸암모늄(tetrabutylammonium hydroxide), 수산화 테트라헥실암모늄(tetrahexylammonium hydroxide), 수산화 테트라옥틸암모늄(tetraoctylammonium hydroxide), 수산화 벤질트리에틸암모늄(benzyltrimethylammonium hydroxide), 수산화 디에틸디메틸암모늄(diethyldimethylammonium hydroxide), 수산화 헥사데실트리메틸암모늄(hexadecyltrimethylammonium hydroxide), 및 수산화 메틸트리부틸암모늄(methyltributylammonium hydroxide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 물이 탈이온수인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130108434A KR102080587B1 (ko) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130108434A KR102080587B1 (ko) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150029826A KR20150029826A (ko) | 2015-03-19 |
| KR102080587B1 true KR102080587B1 (ko) | 2020-02-25 |
Family
ID=53024065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130108434A KR102080587B1 (ko) | 2013-09-10 | 2013-09-10 | 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102080587B1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102397087B1 (ko) * | 2015-06-29 | 2022-05-12 | 동우 화인켐 주식회사 | 폴리실리콘 식각액 조성물 |
| KR102468776B1 (ko) * | 2015-09-21 | 2022-11-22 | 삼성전자주식회사 | 폴리실리콘 습식 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
| KR102532413B1 (ko) * | 2016-07-21 | 2023-05-15 | 동우 화인켐 주식회사 | 폴리실리콘 식각액 조성물 및 반도체 소자의 제조방법 |
| US10179878B2 (en) * | 2016-12-15 | 2019-01-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Wet etch chemistry for selective silicon etch |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006186329A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-07-13 | Tokuyama Corp | シリコンエッチング液 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685735B1 (ko) | 2005-08-11 | 2007-02-26 | 삼성전자주식회사 | 폴리실리콘 제거용 조성물, 이를 이용한 폴리실리콘 제거방법 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| JP5439466B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2014-03-12 | 富士フイルム株式会社 | シリコンエッチング方法、これに用いられるシリコンエッチング液、及びそのキット |
-
2013
- 2013-09-10 KR KR1020130108434A patent/KR102080587B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006186329A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-07-13 | Tokuyama Corp | シリコンエッチング液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150029826A (ko) | 2015-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3447791B1 (en) | Etching solution for selectively removing silicon-germanium alloy from a silicon-germanium/ silicon stack during manufacture of a semiconductor device | |
| US10651045B2 (en) | Compositions and methods for etching silicon nitride-containing substrates | |
| KR102396018B1 (ko) | 반도체 디바이스의 제조 과정에서 규소-게르마늄/규소 스택으로부터 규소 및 규소-게르마늄 합금을 동시 제거하기 위한 에칭 용액 | |
| EP2798669B1 (en) | Compositions and methods for selectively etching titanium nitride | |
| KR101380487B1 (ko) | 실리콘 질화막의 에칭 용액 | |
| US20110117751A1 (en) | Non-selective oxide etch wet clean composition and method of use | |
| KR102080587B1 (ko) | 폴리실리콘 및 아몰퍼스 실리콘 식각액 조성물 | |
| CN108998032B (zh) | 蚀刻液组成物及使用该蚀刻液组成物的蚀刻方法 | |
| KR102283745B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 동안 질화티탄에 비해 질화탄탈을 선택적으로 제거하기 위한 에칭액 | |
| KR20050043947A (ko) | 에칭액 및 에칭 방법 | |
| JP2023534014A (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 | |
| CN110028971B (zh) | 蚀刻组合物及利用其的蚀刻方法 | |
| TWI816379B (zh) | 於製造一半導體裝置時用於從一矽-鍺/矽堆疊選擇性移除矽-鍺合金的蝕刻溶液 | |
| CN111518561B (zh) | 一种硅蚀刻剂及其应用 | |
| CN112410036B (zh) | 一种低选择性的bpsg和peteos薄膜的蚀刻液 | |
| KR20210052202A (ko) | 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 | |
| KR102439431B1 (ko) | 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| TWI649454B (zh) | 蝕刻液組成物及使用該蝕刻液組成物之蝕刻方法 | |
| KR20220033141A (ko) | 실리콘 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 | |
| KR20230036677A (ko) | 실리콘 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 | |
| KR20210048306A (ko) | 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 | |
| KR20240072760A (ko) | 실리콘 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 | |
| KR102668708B1 (ko) | 폴리실리콘 식각액 조성물 및 반도체 소자의 제조 방법 | |
| KR102317171B1 (ko) | 세정액 조성물 | |
| US20230374383A1 (en) | Etching Composition, Etching Method, Method for Manufacturing Semiconductor Device, and Method for Manufacturing Gate-All-Around-Type Transistor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |