KR102346832B1 - 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 - Google Patents
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Abstract
인산화합물; 물; 및 소정의 실란계 화합물 및 그 반응 생성물 중 1종 이상;을 포함하는 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법이 개시된다.
Description
실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법에 관한 것이다.
실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등의 무기 박막이 각종 반도체 소자나 태양 전지 등에서 사용되고 있다. 이러한 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막은 주로 기체를 이용하는 건식 식각법과 식각 용액을 이용하는 습식 식각법을 사용하여 식각되는데, 습식 식각법은 건식 식각법에 비해 비교적 저렴하고, 생산성이 높은 장점이 있다.
일반적으로 실리콘 질화막의 식각 용액으로서 인산 및 물의 혼합물이 사용되어 왔다. 그러나, 이들 혼합물을 사용하는 경우, 실리콘 질화막뿐만 아니라 실리콘 산화막까지 식각되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 인산과 함께 사용될 다양한 첨가제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 향상된 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법을 제공한다.
일 측면에 따르면, 인산화합물; 물; 및 하기 화학식 1로 표시되는 실란계 화합물 및 그 반응 생성물 중 1종 이상;을 포함한 실리콘 질화막 식각용 조성물이 제공된다:
[화학식 1]
상기 화학식 1 중,
L1 내지 L6은 서로 독립적으로, *-O-*', *-S-*', *-N(R11)-*', *-C(=O)O-*', 술포닐렌기, 포스포릴렌기, 포스포닐렌기, 아졸릴렌기, *-C(=O)-*', *-C(=O)-N(R11)-*', *-C(=O)-O-C(=O)-*', C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기, C2-C10알키닐렌기, C3-C10시클로알킬렌기, C1-C10헤테로시클로알킬렌기, C3-C10시클로알케닐렌기, C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, C6-C20아릴렌기 및 C1-C20헤테로아릴렌기 중에서 선택되고,
L7은 C1-C10알킬렌기 및 C6-C20아릴렌기 중에서 선택되고,
a1 내지 a6은 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
a7은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12), C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R6 중 적어도 하나는 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되고,
R11 내지 R13은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택되고,
n은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 측면에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 수행되는 식각 방법이 제공된다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 식각하는 경우 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 향상되는 효과가 있다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, C1-C20헤테로아릴렌기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알케닐기 또는 C1-C20헤테로아릴기는 적어도 하나의 헤테로원자(예를 들면, N, O 또는 S)를 고리 형성 원자로서 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서 중 * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트를 의미한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
일 측면에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 인산화합물; 물; 및 하기 화학식 1로 표시되는 실란계 화합물 및 그 반응 생성물 중 1종 이상;을 포함한다.
상기 인산화합물은 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물 내에 수소 이온을 제공하여 식각을 촉진시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 인산화합물은 인산(H3PO4) 또는 이의 염, 아인산(H3PO3) 또는 이의 염, 하이포아인산(H3PO2) 또는 이의 염, 하이포인산(H4P2O6) 또는 이의 염, 트리폴리인산(H5P3O10) 또는 이의 염, 피로인산(H4P2O7) 또는 이의 염, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 인산화합물은 인산일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 물은, 예를 들어 반도체용 등급의 물 또는 초순수(ultrapure water)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실란계 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다:
[화학식 1]
상기 화학식 1 중, L1 내지 L6은 서로 독립적으로, *-O-*', *-S-*', *-N(R11)-*', *-C(=O)O-*', 술포닐렌기, 포스포릴렌기, 포스포닐렌기, 아졸릴렌기, *-C(=O)-*', *-C(=O)-N(R11)-*', *-C(=O)-O-C(=O)-*', C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기, C2-C10알키닐렌기, C3-C10시클로알킬렌기, C1-C10헤테로시클로알킬렌기, C3-C10시클로알케닐렌기, C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, C6-C20아릴렌기 및 C1-C20헤테로아릴렌기 중에서 선택되고, R11은 수소, F, Cl, Br, I, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택된다. 예를 들어, 상기 L1 내지 L6은 서로 독립적으로 C1-C10알킬렌기 및 C6-C20아릴렌기 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 L1 내지 L6은 서로 독립적으로, C1-C10알킬렌기 중에서 선택될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 L1 내지 L6은 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기 및 프로필기 중 적어도 하나로 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 에틸렌기 및 프로필렌기 중에서 선택될 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 L1 내지 L6은 서로 독립적으로 메틸렌기, 에틸렌기 및 프로필렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, L7은 C1-C10알킬렌기 및 C6-C20아릴렌기 중에서 선택된다. 예를 들어, 상기 L7은 서로 독립적으로, C1-C10알킬렌기 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 L7은 서로 독립적으로 메틸기, 에틸기 및 프로필기 중 적어도 하나로 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 에틸렌기 및 프로필렌기 중에서 선택될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 L7은 서로 독립적으로 메틸렌기, 에틸렌기 및 프로필렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 a1 내지 a6은 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중에서 선택된다. a1은 L1의 개수를 나타낸 것으로서, a1이 0이면 L1은 단일 결합이 되고, a1이 2 이상인 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. a2 내지 a6에 대한 설명은 a1에 대한 설명 및 상기 화학식 1을 참조하여 이해될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 a1 내지 a6은 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3일 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 a1 내지 a6은 서로 독립적으로, 0 또는 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 a7은 1 내지 10의 정수 중에서 선택된다. a7은 L7의 개수를 나타낸 것으로서, a7이 2 이상인 경우 2 이상의 L7은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 a7은 1, 2 또는 3일 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 a7은 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R1 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12), C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택되되, R1 내지 R6 중 적어도 하나는 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되고, 상기 R12 및 R13은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택된다. 예를 들어, 상기 R1 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되되, 상기 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되고, 상기 R12 및 R13은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 R1 내지 R6은 서로 독립적으로, F, Cl, Br, I, 히드록시기, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되되, 상기 R1 내지 R6 중 적어도 하나는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R6 중 2개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서(예를 들면, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서, 또는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서) 선택될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R6 중 3개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서(예를 들면, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서, 또는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서) 선택될 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R6 중 4개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서(예를 들면, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서, 또는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서) 선택될 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R6 중 5개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서(예를 들면, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서, 또는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서) 선택될 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, R1 내지 R6은 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서(예를 들면, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 아미노기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13) 및 C1-C10알콕시기 중에서, 또는 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서) 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중 n은 1 내지 10의 정수 중에서 선택된다. n이 2 이상인 경우, 2 이상의 L4, L6, L7, R4 및 R6은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 1 내지 5의 정수 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 n은 1 내지 3의 정수 중에서 선택될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 n은 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실란계 화합물은 하기 화합물 1 내지 9 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 반응 생성물은 상기 실란계 화합물로부터 유래되는 성분을 의미한다. 상기 반응 생성물은, 예를 들어 상기 실란계 화합물 사이의 반응 생성물, 상기 실란계 화합물과 상기 인산화합물의 반응 생성물, 상기 실란계 화합물과 상기 물의 반응 생성물, 상기 실란계 화합물, 상기 인산화합물 및 상기 물과의 반응 생성물 등일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 화합물은 적어도 하나의 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기를 포함하기 때문에, 이웃한 실란계 화합물, 인산화합물 및/또는 물과 반응할 수 있다. 예를 들어, 상기 실란계 화합물이 히드록시기를 포함하는 경우, 이웃한 실란계 화합물들 사이에서 또는 실란계 화합물과 인산화합물 사이에서 탈수 반응이 진행되어 에테르 결합을 포함하는 반응 생성물이 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 실란계 화합물이 할로겐기 또는 알콕시기를 포함하는 경우, 실란계 화합물과 물과의 반응으로 인해 실란계 화합물의 할로겐기 또는 알콕시기가 히드록시기로 변환된 반응 생성물이 형성될 수 있다. 또한, 이렇게 물과의 반응으로 생성된 히드록시기를 포함한 실란계 화합물은 이웃한 실란계 화합물 또는 인산화합물과의 탈수 반응을 통해 에테르 결합을 포함하는 반응 생성물을 형성할 수 있다. 이외에도 다양한 반응 생성물이 형성될 수 있으며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 실란계 화합물의 관능기, 인산화합물 및/또는 물로부터 그 반응 생성물을 용이하게 생각해 낼 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물 중에 상기 실란계 화합물이 0.1 ppm 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물 중에 상기 실란계 화합물이 0.001 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물 중에 상기 실란계 화합물이 0.01 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물 중에 상기 실란계 화합물이 0.5 내지 3 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실란계 화합물이 상기 함량 범위를 만족하는 경우 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 높은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 60 중량% 내지 99.99 중량%, 상기 실란계 화합물 0.1 ppm 내지 25 중량%, 및 나머지의 물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 60 중량% 내지 90 중량%, 상기 실란계 화합물 0.01 중량% 내지 5 중량%, 및 나머지의 물을 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 85 중량%, 상기 실란계 화합물 0.5 중량% 내지 3 중량%, 및 나머지의 물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 높은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 실리콘 화합물의 용해도를 높이기 위해 유무기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유무기 용매는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 1-메톡시-2-프로판올, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 등일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 유무기 용매는 1기압에서 비점이 100℃ 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위해 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 계면활성제, 분산제, 식각 속도 조절제 등을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 실란계 화합물을 포함하지 않는 실리콘 질화막 식각용 조성물에 비하여 높은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 하기 식 1의 식각 선택비가 16 이상일 수 있다.
[식 1]
식각 선택비 = A / B
(상기 식 1 중, A는 상기 조성물의 단위 시간 당 실리콘 질화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이고, B는 상기 조성물의 단위 시간 당 실리콘 산화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이다). 예를 들어, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 25 이상의 상기 식각 선택비를 가질 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 100 이상의 상기 식각 선택비를 가질 수 있다. 또 다른 예를 들면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 400 이상의 상기 식각 선택비를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, -C(=O)(R11), -C(=O)-N(R11)(R12), -C(=O)-O-C(=O)(R11) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택된 치환기를 1개 이상 포함하는 실란계 화합물을 포함함으로써, 상기 실란계 화합물이 실리콘 산화막 상에 선택적으로 결합하여 상기 실리콘 산화막을 보호하므로, 실리콘 질화막만을 선택적으로 식각할 수 있다. 또한, 상기 실란계 화합물은 Si들 사이가 C1-C10알킬렌기 또는 C6-C20아릴렌기로 연결되어 있어 Si들 사이가 단일 결합으로 연결되는 경우에 비해 보다 안정한 효과가 있다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 인산화합물, 물 및 상기 화학식 1로 표시되는 실란계 화합물을 혼합하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 60 내지 99.99 중량%, 상기 실란계 화합물 0.1 ppm 내지 25 중량%, 및 나머지의 물의 배합비로 혼합하여 제조될 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 60 중량% 내지 90 중량%, 상기 실란계 화합물 0.01 중량% 내지 5 중량%, 및 나머지의 물의 배합비로 혼합하여 제조될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 상기 인산화합물 85 중량%, 상기 실란계 화합물 0.5 중량% 내지 3 중량%, 및 나머지의 물의 배합비로 혼합하여 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 수행되는 식각 방법이 제공된다.
상기 식각 방법은, 예를 들어 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막을 기판 위에 형성하는 단계; 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막에 가하여 식각하는 단계; 및 식각 후 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 반도체 웨이퍼일 수 있다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막에 가하여 식각하는 단계는, 예를 들면 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 포함한 식각조 안에 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막을 침지시키거나, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막 상에 분사하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막에 가하여 식각하는 단계 이전에, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 100℃ 이상, 예를 들어 100℃ 내지 500℃의 온도로 가열될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 150℃ 내지 300℃의 온도로 가열될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 식각 후 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제거하는 단계는, 예를 들어 상기 식각용 조성물을 초순수 등으로 세척한 후, 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막을 건조하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용한 식각 방법에 의해 식각되는 경우, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 향상되고, 실리콘 산화막 상에 실란계 첨가제가 쌓여 실리콘 산화막이 두꺼워지는 이상 성장이 없으며, 식각 후에도 실란계 첨가제들끼리 반응하여 형성되는 석출물이 발생되지 않는 효과가 있다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명의 일 구현예를 따르는 실리콘 질화막 식각용 조성물에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예 중 "A 대신 B를 사용하였다"란 표현 중 A의 중량과 B의 중량은 서로 동일하다.
실시예
실시예 1
인산 85 중량%, 실란계 화합물 1 0.5 중량% 및 나머지의 물로 구성된 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 11 및 비교예 1 내지 4
실란계 화합물 1을 표 1에 기재된 화합물 및 중량%로 변경하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
평가예 1
상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 실리콘 질화막 식각용 조성물을 160℃로 가열한 후, LP-SiN막 또는 PE-SiO막을 넣고 5분간 식각하였다. 식각 전 및 식각 후의 LP-SiN막 또는 PE-SiO막의 두께를 엘립소미터을 이용하여 측정한 후, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 계산하고, 그 결과를 표 1에 나타냈다.
평가예 2
상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 실리콘 질화막 식각용 조성물을 160℃로 가열한 후, LP-SiN막 또는 PE-SiO막을 넣고 5분간 식각하였다. 식각 후의 상기 조성물을 바이알에 넣고, Turbiscan을 이용하여 880nm에서 투과도를 측정하여 상기 조성물 중의 석출물의 존재여부를 확인하고 그 결과를 표 1에 나타냈다.
| 실란계 화합물 (중량%) |
실리콘 질화막 식각속도 (Å/분) |
실리콘 산화막 식각속도 (Å/분) |
식각 선택비 | 석출물 유무 |
|
| 실시예 1 | 화합물 1 (0.5 중량%) | 58.1 | 3.6 | 16.1 | 무 |
| 실시예 2 | 화합물 2 (0.5 중량%) | 58.3 | 3.1 | 18.8 | 무 |
| 실시예 3 | 화합물 3 (0.5 중량%) | 57.8 | 2.2 | 26.3 | 무 |
| 실시예 4 | 화합물 4 (0.5 중량%) | 56.4 | 0.5 | 112.8 | 무 |
| 실시예 5 | 화합물 5 (0.5 중량%) | 57.6 | 0.14 | 411 | 무 |
| 실시예 6 | 화합물 6 (0.5 중량%) | 55.2 | 0.08 | 690.0 | 무 |
| 실시예 7 | 화합물 6 (1.0 중량%) | 55.0 | 0.07 | 785.7 | 무 |
| 실시예 8 | 화합물 6 (3.0 중량%) | 54.8 | 0.05 | 1096 | 무 |
| 실시예 9 | 화합물 7 (0.5 중량%) | 55.4 | 0.06 | 923.3 | 무 |
| 실시예 10 | 화합물 8 (0.5 중량%) | 56.1 | 0.1 | 561.0 | 무 |
| 실시예 11 | 화합물 9 (0.5 중량%) | 56.3 | 0.12 | 469.2 | 무 |
| 비교예 1 | 없음 | 60.4 | 4.3 | 14.0 | 무 |
| 비교예 2 | 화합물 A (0.5 중량%) | 59.6 | 이상 성장 | N/A | 유 |
| 비교예 3 | 화합물 B (0.5 중량%) | 60.2 | 4.3 | 14.0 | 무 |
| 비교예 4 | 화합물 C (0.5 중량%) | 60.5 | 4.4 | 13.8 | 무 |
상기 표 1로부터, 실시예 1 내지 11의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 비교예 1 내지 4의 실리콘 질화막 식각용 조성물에 비하여 높은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 가짐을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 11의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 실리콘 산화물의 이상 성장을 일으키지 않았으며, 석출물 또한 발견되지 않았음을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (16)
- 인산 화합물 60 내지 99.99중량%;
하기 화학식 1로 표시되는 실란계 화합물 및 그 반응 생성물 중 1종 이상 0.1 ppm 내지 25중량%; 및
나머지의 물을 포함하는, 실리콘 질화막 식각용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1 중,
L1 내지 L6은 서로 독립적으로, *-O-*', *-S-*', *-N(R11)-*', *-C(=O)O-*', 술포닐렌기, 포스포릴렌기, 포스포닐렌기, 아졸릴렌기, *-C(=O)-*', *-C(=O)-N(R11)-*', *-C(=O)-O-C(=O)-*', C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기, C2-C10알키닐렌기, C3-C10시클로알킬렌기, C1-C10헤테로시클로알킬렌기, C3-C10시클로알케닐렌기, C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, C6-C20아릴렌기 및 C1-C20헤테로아릴렌기 중에서 선택되고,
L7은 C1-C10알킬렌기 및 C6-C20아릴렌기 중에서 선택되고,
a1 내지 a6은 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
a7은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12), C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택되되,
R1 내지 R6 중 2개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되고,
R11 내지 R13은 서로 독립적으로, 수소, F, Cl, Br, I, C1-C10알킬기, C2-C10알케닐기, C2-C10알키닐기, C1-C10알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C20아릴기 및 C1-C20헤테로아릴기 중에서 선택되고,
n은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
- 제1항에 있어서,
상기 인산 화합물은 인산(H3PO4) 또는 이의 염, 아인산(H3PO3) 또는 이의 염, 하이포아인산 (H3PO2) 또는 이의 염, 하이포인산(H4P2O6) 또는 이의 염, 트리폴리인산(H5P3O10) 또는 이의 염, 피로인산(H4P2O7) 또는 이의 염, 또는 이들의 조합인 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 L7은 메틸기, 에틸기 및 프로필기 중 적어도 하나로 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 에틸렌기 및 프로필렌기 중에서 선택된 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R6은 서로 독립적으로, F, Cl, Br, I, 히드록시기, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택되되, 상기 R1 내지 R6 중 2개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택된 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R6 중 5개 이상이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택된 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R6이 F, Cl, Br, I, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시기, 술폰산기, 포스포릭기, 포스포닉기, 아졸기, *-C(=O)(R12), *-C(=O)-N(R12)(R13), *-C(=O)-O-C(=O)(R12) 및 C1-C10알콕시기 중에서 선택된 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 n은 1인 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 실란계 화합물은 하기 화합물 1 내지 9 중에서 선택된 실리콘 질화막 식각용 조성물:
.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 하기 식 1의 식각 선택비가 16 이상인 실리콘 질화막 식각용 조성물:
[식 1]
식각 선택비 = A / B
(상기 식 1 중, A는 상기 조성물의 단위 시간 당 실리콘 질화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이고, B는 상기 조성물의 단위 시간 당 실리콘 산화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이다).
- 제13항에 있어서,
상기 식각 선택비가 100 이상인 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제13항에 있어서,
상기 식각 선택비가 400 이상인 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 내지 제10항, 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 수행되는 식각 방법.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20200092132A (ko) * | 2019-01-24 | 2020-08-03 | 동우 화인켐 주식회사 | 실리콘 질화막 식각액 조성물 |
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