KR102520371B1 - 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 - Google Patents
실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102520371B1 KR102520371B1 KR1020190130273A KR20190130273A KR102520371B1 KR 102520371 B1 KR102520371 B1 KR 102520371B1 KR 1020190130273 A KR1020190130273 A KR 1020190130273A KR 20190130273 A KR20190130273 A KR 20190130273A KR 102520371 B1 KR102520371 B1 KR 102520371B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etching
- silicon nitride
- acid
- nitride film
- composition
- Prior art date
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 88
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 44
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 29
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2h-tetrazole Chemical compound CC=1N=NNN=1 XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 16
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- GTKOKCQMHAGFSM-UHFFFAOYSA-N 1-methyltetrazol-5-amine Chemical compound CN1N=NN=C1N GTKOKCQMHAGFSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 10
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 241000220259 Raphanus Species 0.000 description 8
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical class O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004905 tetrazines Chemical class 0.000 description 4
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N Purine Natural products N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 150000003212 purines Chemical class 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- HTJMXYRLEDBSLT-UHFFFAOYSA-N 1,2,4,5-tetrazine Chemical compound C1=NN=CN=N1 HTJMXYRLEDBSLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZHCLIFKUVIFYBY-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-ylmethanamine Chemical compound NCC1=NN=NN1 ZHCLIFKUVIFYBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthine Chemical class O=C1NC(=O)NC2=C1NC=N2 LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical class NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical group NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N Tetrazine Chemical compound C1=CN=NN=N1 DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004366 heterocycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N phosphonic acid group Chemical group P(O)(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229940065721 systemic for obstructive airway disease xanthines Drugs 0.000 description 1
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N triphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/04—Aqueous dispersions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/06—Other polishing compositions
-
- 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
-
- 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
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
-
- 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
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- 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
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02019—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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
무기산 또는 그의 염; 용매; 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상; 및 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있고, 상온에서 보관한 후에도 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있는, 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것이다.
실리콘 질화막은 실리콘 산화막의 위 또는 아래에 존재하거나 교대로 적층된다.
반도체 제조 과정 중 기판 상에 형성된 실리콘 질화막 패턴을 제거하기 위해 고온으로 가열된 인산 용액을 이용하는 식각 방법이 알려져 있다. 그러나, 인산 용액은 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 높이는데 한계가 있었다. 그래서, 식각 선택비를 높이기 위해 실란계 화합물을 포함시키는 방법이 고려되고 있다.
한편, 최근 200℃ 이상의 고온에서 실리콘 질화막과 실리콘 산화막을 식각하는 공정이 도입되고 있다. 이러한 고온의 식각 공정에서 실란계 화합물을 사용하는 경우 안정성에 문제점이 있었다. 이에, 식각 선택비를 높이기 위하여 실란계 화합물 대신에 산 개질 실리카, 산 개질 규산을 사용하는 방법이 고려되고 있다. 산 개질 실리카, 산 개질 규산은 고온에서는 실리카, 규산이 개질 상태로 그대로 유지됨으로써 실리콘 산화막에 흡착이 되어 선택비를 높일 수 있다. 그러나, 본 발명의 발명자는 산 개질 실리카, 산 개질 규산이 상온으로 냉각되면 서로 결합함으로써 안정성이 떨어지거나 개질 전의 상태로 되돌아감을 확인하였다. 이것을 다시 고온에서의 식각에 적용할 경우 선택비 개선 효과를 얻기 어려울 수 있다. 그렇다고, 산 개질 실리카, 산 개질 규산을 계속해서 고온에서 보관하거나 이송할 경우에는 고온 유지를 위한 추가적인 설비와 비용이 필요하다.
본 발명의 목적은 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상온에서 보관한 후에도 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보관 및 이송할 경우 고온 유지를 위한 추가적인 설비와 비용이 필요하지 않는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 실리콘 질화막 식각용 조성물이다.
1.실리콘 질화막 식각용 조성물은 무기산 또는 그의 염; 용매; 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상; 및 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물을 포함한다.
2.1에서, 상기 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 치환 또는 비치환된 테트라졸, 치환 또는 비치환된 테트라진 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3.2에서, 상기 치환 또는 비치환된 테트라졸은 하기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2는 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 10의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴 알킬기; 할로겐; 또는 아미노기이다.
4.3에서, 상기 치환 또는 비치환된 테트라졸은 아미노테트라졸, 알킬테트라졸, 아미노알킬테트라졸 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5.1에서, 상기 무기산은 인산을 포함할 수 있다.
6.1에서, 상기 조성물은
상기 무기산 또는 그의 염 60 내지 95중량%;
상기 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상 0.0001 내지 10중량%;
상기 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물 0.1ppm 내지 10중량%; 및
상기 용매 잔량을 포함할 수 있다.
본 발명의 실리콘 질화막 식각 방법은 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 실리콘 질화막을 식각하는 단계를 포함한다.
본 발명은 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하였다.
본 발명은 상온에서 보관한 후에도 고온의 식각 공정에서 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하였다.
본 발명은 보관 및 이송할 경우 고온 유지를 위한 추가적인 설비와 비용이 필요하지 않는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하였다.
본 명세서에서 수치 범위가 주어지는 경우(예: 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 알킬기), 이 범위 내의 각 수치뿐만 아니라 그 사이에 있는 모든 범위가 포함될 수 있다. 예를 들면, "탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 알킬기"는 탄소 수 1, 탄소 수 2, 탄소 수 3, 탄소 수 4, 탄소 수 5, …, 탄소 수 8, 탄소 수 9, 탄소 수 10 또는 탄소 수 1 내지 탄소 수 6, 탄소 수 1 내지 탄소 수 5의 알킬기를 포함할 수 있다.
"알킬"은 표시된 수의 탄소 원자를 갖는 포화 직쇄 또는 분기쇄의 탄소 사슬을 의미한다.
"아릴"은 표시된 수의 탄소 원자를 지니는 방향족 탄소 고리를 의미한다. 아릴기는 단환식 또는 다환식(예: 이환식 또는 삼환식)일 수 있다.
"아릴알킬"은 아릴 모이어티가 알킬 잔기를 통해서 모 구조에 부착되어 있는 표시된 수의 탄소 원자를 지니는 잔기를 의미한다. 알킬 잔기는 직쇄 또는 분기쇄일 수 있다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 의미한다.
"치환 또는 비치환된"에서 "치환된"은 해당 작용기 중 하나 이상의 수소 원자가 할로겐, 히드록시기, 티올기, 시아노기, 아미노기, 카르복시산기, 술폰산기, 포스포릭산기, 포스포닉산기, 아졸기, *-C(=O)(R4), *-C(=O)-N(R4)(R5), *-C(=O)-O-C(=O)(R4)(이때, R4, R5는 각각 독립적으로, 수소, 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 알킬기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 10의 시클로알킬기 또는 탄소 수 6 내지 탄소 수 20의 아릴기이다), 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 알킬기, 탄소 수 2 내지 탄소 수 10의 알케닐기, 탄소 수 2 내지 탄소 수 10의 알키닐기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 알콕시기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 10의 시클로알킬기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 헤테로시클로알킬기, 탄소 수 3 내지 탄소 수 10의 시클로알케닐기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 10의 헤테로시클로알케닐기, 탄소 수 6 내지 탄소 수 20의 아릴기, 탄소 수 1 내지 탄소 수 20의 헤테로아릴기 중 하나로 치환되는 것을 의미한다.
본 발명자는 무기산 또는 그의 염과 용매를 포함하는 실리콘 질화막 식각용 조성물에 있어서, 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상과 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 질소 화합물을 동시에 포함함으로써 고온에서의 식각 공정에서도 실리콘 산화막과 실리콘 질화막 간의 식각 선택비를 현저하게 높일 수 있고, 상온에서 보관 후 다시 고온에서 적용하더라도 식각 선택비를 높일 수 있고 고온에서의 보관 및 이송이 필요 없음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물의 구성 성분을 상세하게 설명한다.
무기산 또는 그의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 내에 수소 이온을 제공하여 식각을 촉진시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 무기산은 황산, 질산, 염산, 과염소산, 불산, 붕산, 인산(H3PO4), 아인산(H3PO3), 하이포아인산(H3PO2), 하이포인산(H4P2O6), 트리폴리인산(H5P3O10), 피로인산(H4P2O7) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 무기산은 인산이 될 수 있다.
무기산 또는 그의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도의 비(식각 선택비)를 높이는 효과가 있을 수 있다. 예를 들어, 무기산 또는 그의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 60 내지 90 중량%, 80 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
용매는 물, 예를 들어 반도체용 등급의 물 또는 초순수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 용매는 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 잔량으로 포함될 수 있다.
실리콘 질화막 식각용 조성물은 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상을 포함한다. 산 개질 실리카, 산 개질 규산은 적어도 표면에 실리콘-OH(Si-OH)를 함유함으로써, 실리콘 질화막 식각시 실리콘 산화막을 보호할 수 있다.
특히, 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 종래 실란계 화합물 또는 실리콘계 화합물 대신에 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상을 포함함으로써 고온 예를 들면 200℃ 내지 300℃, 구체적으로 230℃ 내지 300℃에서도 실리콘 산화막의 보호 효과를 얻도록 할 수 있다. 종래 실란계 화합물, 실리콘계 화합물을 구비하는 실리콘 질화막 식각용 조성물은 고온의 식각 공정에서는 실리콘 산화막 보호 효과가 떨어져서 사용이 어려울 수 있다.
산 개질 실리카, 산 개질 규산은 실리카 또는 규산의 표면 중 적어도 일 부분이 OH기로 개질되어 있을 수 있다. 예를 들면, 실리카, 규산의 표면 중 10% 내지 100%가 OH기로 개질되어 있을 수 있다.
산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상은 조성물 중 0.0001중량% 내지 10중량%, 구체적으로 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 식각 선택비를 높일 수 있다.
산 개질 실리카는 실리카를 무수의 산 또는 산 수용액에 투입하고 고온에서 개질 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 산은 상술한 무기산 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 인산을 포함할 수 있다.
실리카는 산에 의해 개질되는데, 바람직하게는 실리카는 산 수용액에 의해 개질될 수 있다. 산 수용액은 산 농도가 1 내지 85중량%, 바람직하게는 10 내지 85중량%인 수용액을 사용할 수 있다. 상기 범위에서, 개질 효과를 높일 수 있다. 실리카를 산으로 개질시키는 반응은 고온에서 수행됨으로써 실리카 표면을 실리콘-OH기를 개질시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 개질 반응은 100℃ 내지 300℃, 구체적으로 150℃ 내지 250℃에서 수행될 수 있다. 상기 범위에서, 실리카 표면의 개질 효율을 높일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 개질 반응은 실리카를 무수의 산 또는 산 수용액에 투입한 후 10분 내지 120분, 구체적으로 30분 내지 90분 동안 수행될 수 있다. 상기 범위에서, 실리카 표면의 개질 효율을 높일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 개질 반응에서 무수의 산 또는 산 수용액 100중량부에 대해 실리카는 0.001중량부 내지 10중량부, 구체적으로 0.1중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 실리카 개질에 의한 선택비 개선 효과를 얻고, 실리카 함량이 적절하여 실리카가 충분히 용해됨으로써 개질 효과를 얻을 수 있고 추후 산 개질 실리카 제조 후 석출되는 문제점이 없을 수 있다.
산 개질 규산은 상기 산 개질 실리카의 제조 대비 동일하거나 실질적으로 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
한편, 산 개질 실리카, 산 개질 규산은 200℃ 이상의 고온에서 실리콘 산화막을 보호하여 실리콘 산화막의 식각을 억제할 수 있다. 그러나, 산 개질 실리카, 산 개질 규산이 고온에서 상온으로 냉각되면 산 개질 실리카, 산 개질 규산 대부분이 개질 전의 실리카, 규산 상태로 되돌아가거나 서로 결합됨으로써 조성물 내 안정성이 떨어지게 되어 결국 고온에서 다시 사용할 경우 식각 선택비가 떨어질 수 있다. 본 발명은 산 개질 실리카, 산 개질 규산 중 1종 이상에 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 산 개질 실리카, 산 개질 규산의 안정성을 높여 산 개질 실리카, 산 개질 규산의 개질 상태를 유지함으로써 조성물의 온도 변화에 관계 없이 고온에서의 식각에서 식각 선택비를 높은 상태로 유지하게 할 수 있다. 따라서, 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 조성물을 보관 및 이송할 경우 고온 유지를 위한 추가적인 설비와 비용이 필요하지 않게 할 수 있다. 또한, 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 산 개질 실리카, 산 개질 규산의 안정성을 높여 산 개질 실리카, 산 개질 규산이 각각 실리카, 규산으로 석출되는 속도를 지연시킬 수 있다.
4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 고리 내에 질소 원자를 4개 이상, 구체적으로 4개 내지 8개 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 "고리"는 질소 및 탄소를 구비하는 단일환의 고리뿐만 아니라 다환의 고리도 포함할 수 있다. 상기 "다환의 고리"는 질소 및/또는 탄소를 구비하는 단일환 2개 이상이 서로 탄소 또는 질소를 공유하면서 서로 융합되어 있는 형태를 포함할 수 있다.
4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 치환 또는 비치환된 테트라졸, 치환 또는 비치환된 테트라진, 치환 또는 비치환된 퓨린, 치환 또는 비치환된 아데닌, 치환 또는 비치환된 구아닌, 치환 또는 비치환된 크산틴 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 치환 또는 비치환된 테트라졸, 치환 또는 비치환된 테트라진 중 1종 이상, 가장 바람직하게는 치환 또는 비치환된 테트라졸을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 치환 또는 비치환된 테트라졸은 하기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2는 각각 독립적으로, 수소; 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 10의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴 알킬기; 할로겐; 또는 아미노기이다.
상기 화학식 1에서, R1, R2는 각각 독립적으로, 수소, 아미노기, 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬기가 될 수 있다. 바람직하게는, R1은 아미노기 또는 탄소 수 1 내지 5의 알킬기가 될 수 있다. 바람직하게는, R2는 수소가 될 수 있다.
예를 들면, 치환 또는 비치환된 테트라졸은 5-아미노 테트라졸 등을 포함하는 아미노테트라졸, 5-메틸 테트라졸 등의 메틸테트라졸을 포함하는 알킬 테트라졸, 5-아미노-1-메틸 테트라졸 등의 아미노메틸테트라졸을 포함하는 아미노알킬테트라졸 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 치환 또는 비치환된 테트라진은 하기 화학식 2, 하기 화학식 3의 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2, 화학식 3에서,
R3, R4는 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 10의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 10의 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소 수 7 내지 20의 아릴 알킬기; 할로겐; 또는 아미노기이다.
상기 화학식 2, 화학식 3에서, R3, R4는 각각 독립적으로, 수소, 비치환된 탄소 수 1 내지 5의 알킬기 또는 비치환된 탄소 수 6 내지 10의 아릴기가 될 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 2, 상기 화학식 3의 화합물은 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 조성물 중 0.1ppm 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 실리카 개질에 의한 선택비 개선 효과를 얻을 수 있다.
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.
본 발명의 실리콘 질화막 식각 방법은 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 실리콘 질화막을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
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.
기판은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 반도체 웨이퍼일 수 있다.
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.
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 200℃ 이상, 예를 들어 200℃ 내지 300℃로 가열될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물은 230℃ 내지 300℃로 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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
인산 수용액(농도: 85중량%)에 실리카(QS-30, TOKUYAMA, 실리카 primary particle size: 7nm)를 첨가하였다. 이때, 실리카는 인산 수용액 100중량부에 대해 1중량부로 포함시켰다. 그런 다음 150℃에서 60분 동안 반응시킨 다음, 여과시켜, 산 개질 실리카를 제조하였다.
인산 85중량%, 상기 제조한 산 개질 실리카 0.5중량%, 5-메틸테트라졸 0.5중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 2
인산 수용액(농도: 85중량%)에 규산(Silicic acid, sigma-aldrich)을 첨가하였다. 이때, 규산은 인산 수용액 100중량부에 대해 2중량부로 포함시켰다. 그런 다음 150℃에서 60분 동안 반응시킨 다음, 여과시켜, 산 개질 규산을 제조하였다.
상기 제조한 산 개질 규산을 사용해서 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 3 내지 실시예 4
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 5-메틸테트라졸을 하기 표 1의 함량으로 변경하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 5 내지 실시예 7
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 5-아미노테트라졸을 하기 표 1의 함량으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 8
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 테트라졸을 하기 표 1의 함량으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량%를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 트리아졸 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 피라졸 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서 5-메틸테트라졸 0.5중량% 대신에 제1인산암모늄 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 실리콘 질화막 식각용 조성물에 대하여 하기 표 1에서 기재된 물성을 평가하였다.
상기 실시예와 비교예에서 제조된 실리콘 질화막 식각용 조성물을 230℃로 가열한 후, LP-SiN막 또는 PE-SiO막을 넣고 5분간 식각하였다. 식각 전 및 식각 후의 LP-SiN 막 또는 PE-SiO 막의 두께를 엘립소미터를 이용하여 측정한 후, 실리콘 질화막의 식각 속도(A), 실리콘 산화막의 식각 속도(B)를 계산하고 하기 식 1에 따라 식각 선택비를 계산하고, 그 결과를 표 1에 나타냈으며, 선택비(초기)를 계산하였다.
[식 1]
식각 선택비 = A/B
(상기 식 1 중,
A는 조성물의 단위 시간당 실리콘 질화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이고,
B는 조성물의 단위 시간당 실리콘 산화막에 대한 식각 속도(단위: Å/분)이다).
상기 실시예와 비교예에서 제조된 실리콘 질화막 식각용 조성물을 25℃에서 24시간 동안 보관한 다음 다시 230℃로 가열한 후, 상기와 동일한 방법으로 식각 속도와 선택비를 계산하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었으며, 선택비(보관 후)로 기재하였다.
부산물 유무는 탁도 측정 방법으로 평가하였다.
| I (wt%) |
II (wt%) |
화합물 | 에칭 속도 (Å/분) (초기) |
선택비 (초기) |
에칭 속도 (Å/분) (보관 후) |
선택비 (보관 후) |
부산물 유무 |
||||
| 종류 | 함량 (wt%) |
실리콘 질화막 | 실리콘 산화막 | 실리콘 질화막 | 실리콘 산화막 | ||||||
| 실시예1 | 0.5 | 0 | 5-메틸테트라졸 | 0.5 | 505 | 0.3 | 1683 | 503 | 0.3 | 1677 | 무 |
| 실시예2 | 0 | 0.5 | 5-메틸테트라졸 | 0.5 | 517 | 0.1 | 5170 | 520 | 0.2 | 2600 | 무 |
| 실시예3 | 0.5 | 0 | 5-메틸테트라졸 | 1 | 495 | 0.5 | 990 | 494 | 0.5 | 988 | 무 |
| 실시예4 | 0.5 | 0 | 5-메틸테트라졸 | 5 | 490 | 0.8 | 613 | 492 | 0.7 | 703 | 무 |
| 실시예5 | 0.5 | 0 | 5-아미노테트라졸 | 0.5 | 498 | 0.4 | 1245 | 499 | 0.4 | 1248 | 무 |
| 실시예6 | 0.5 | 0 | 5-아미노테트라졸 | 1 | 480 | 0.7 | 686 | 477 | 0.6 | 795 | 무 |
| 실시예7 | 0.5 | 0 | 5-아미노테트라졸 | 5 | 474 | 1 | 474 | 476 | 0.9 | 529 | 무 |
| 실시예8 | 0.5 | 0 | 테트라졸 | 1 | 512 | 0.4 | 1280 | 513 | 0.3 | 1710 | 무 |
| 비교예1 | 0.5 | 0 | - | - | 515 | 0.2 | 2575 | 502 | 12 | 42 | 유 |
| 비교예2 | 0.5 | 0 | 트리아졸 | 1 | 503 | 0.3 | 1677 | 499 | 11 | 45 | 유 |
| 비교예3 | 0.5 | 0 | 피라졸 | 1 | 507 | 0.2 | 2535 | 503 | 14 | 36 | 유 |
| 비교예4 | 0.5 | 0 | 제1인산암모늄 | 1 | 514 | 0.4 | 1285 | 508 | 15 | 34 | 유 |
*표 1에서, I은 산 개질 실리카, II는 산 개질 규산.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 고온에서의 식각 선택비를 높일 수 있고, 상온에서 보관한 후에 고온의 식각 공정에 적용되더라도 식각 선택비를 높일 수 있다.
반면에, 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물을 포함하지 않는 비교예 1, 2개 또는 3개의 질소를 갖는 고리-함유 화합물을 포함하는 비교예 3, 비교예 2는 부산물이 석출되는 문제점이 있었다. 또한, 암모늄계 화합물을 포함하는 비교예 4도 부산물이 석출되는 문제점이 있었다.
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 (7)
- 실리콘 질화막 식각용 조성물로서, 상기 조성물은
무기산 또는 그의 염 60 내지 95중량%; 용매; 인산 개질 실리카, 인산 개질 규산 중 1종 이상 0.0001 내지 10중량%; 및 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물 0.1ppm 내지 10중량%를 포함하고,
상기 4개 이상의 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1은 수소; 비치환된 탄소 수 1 내지 10의 알킬기; 또는 아미노기이고,
R2는 수소; 또는 비치환된 탄소 수 1 내지 10의 알킬기이다).
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 5-아미노테트라졸, 5-메틸테트라졸, 5-아미노-1-메틸테트라졸 중 1종 이상을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 무기산은 인산을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 용매는 상기 조성물 중 잔량으로 포함되는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
- 제1항, 제4항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 실리콘 질화막을 식각하는 단계를 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각 방법.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190130273A KR102520371B1 (ko) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
| US17/071,224 US11254871B2 (en) | 2019-10-18 | 2020-10-15 | Etching composition for silicon nitride layer and method of etching silicon nitride layer using the same |
| JP2020174583A JP7389007B2 (ja) | 2019-10-18 | 2020-10-16 | シリコン窒化膜エッチング用組成物及びこれを用いたシリコン窒化膜エッチング方法 |
| TW109135799A TWI756865B (zh) | 2019-10-18 | 2020-10-16 | 用於氮化矽層的蝕刻組成物及使用其蝕刻氮化矽層的方法 |
| CN202011107899.9A CN112680228B (zh) | 2019-10-18 | 2020-10-16 | 用于氮化硅层的蚀刻组合物及使用其蚀刻氮化硅层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190130273A KR102520371B1 (ko) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210046496A KR20210046496A (ko) | 2021-04-28 |
| KR102520371B1 true KR102520371B1 (ko) | 2023-04-10 |
Family
ID=75447107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190130273A KR102520371B1 (ko) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11254871B2 (ko) |
| JP (1) | JP7389007B2 (ko) |
| KR (1) | KR102520371B1 (ko) |
| CN (1) | CN112680228B (ko) |
| TW (1) | TWI756865B (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230030428A (ko) * | 2021-08-25 | 2023-03-06 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101769349B1 (ko) * | 2017-04-06 | 2017-08-18 | (주)제이씨아이 | 실리콘 질화막 식각용 조성물. |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4092211A (en) | 1976-11-18 | 1978-05-30 | Northern Telecom Limited | Control of etch rate of silicon dioxide in boiling phosphoric acid |
| KR100823461B1 (ko) * | 2007-05-11 | 2008-04-21 | 테크노세미켐 주식회사 | 실리콘산화막 및 실리콘질화막 식각용 식각액 조성물 |
| JP6120147B2 (ja) | 2012-06-29 | 2017-04-26 | 三菱瓦斯化学株式会社 | エッチング用液体組成物およびそれを用いた多層プリント配線板の製造方法 |
| TW201445008A (zh) | 2013-03-28 | 2014-12-01 | Dongwoo Fine Chem Co Ltd | 銅質金屬層蝕刻組成物及製備金屬線方法 |
| KR102150523B1 (ko) | 2014-01-28 | 2020-09-01 | 동우 화인켐 주식회사 | 구리막 및 티타늄막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 |
| JP6343160B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-06-13 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| JP2017011225A (ja) | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨方法及び不純物除去用組成物並びに基板及びその製造方法 |
| JP6000420B1 (ja) | 2015-08-31 | 2016-09-28 | メック株式会社 | エッチング液、補給液及び銅配線の形成方法 |
| KR102240647B1 (ko) * | 2017-03-28 | 2021-04-15 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
| KR102240654B1 (ko) * | 2017-03-28 | 2021-04-15 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
| KR102435551B1 (ko) | 2017-06-20 | 2022-08-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴과 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 |
| JP7026782B2 (ja) | 2017-09-06 | 2022-02-28 | インテグリス・インコーポレーテッド | 窒化ケイ素含有基板をエッチングするための組成物および方法 |
| JP6908480B2 (ja) | 2017-09-15 | 2021-07-28 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物及びその製造方法並びに研磨方法並びに基板の製造方法 |
-
2019
- 2019-10-18 KR KR1020190130273A patent/KR102520371B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-10-15 US US17/071,224 patent/US11254871B2/en active Active
- 2020-10-16 TW TW109135799A patent/TWI756865B/zh active
- 2020-10-16 CN CN202011107899.9A patent/CN112680228B/zh active Active
- 2020-10-16 JP JP2020174583A patent/JP7389007B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101769349B1 (ko) * | 2017-04-06 | 2017-08-18 | (주)제이씨아이 | 실리콘 질화막 식각용 조성물. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210115335A1 (en) | 2021-04-22 |
| KR20210046496A (ko) | 2021-04-28 |
| TW202116978A (zh) | 2021-05-01 |
| CN112680228B (zh) | 2022-04-19 |
| TWI756865B (zh) | 2022-03-01 |
| JP2021068896A (ja) | 2021-04-30 |
| JP7389007B2 (ja) | 2023-11-29 |
| CN112680228A (zh) | 2021-04-20 |
| US11254871B2 (en) | 2022-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102365046B1 (ko) | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 | |
| KR101380487B1 (ko) | 실리콘 질화막의 에칭 용액 | |
| KR101320416B1 (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각방법 | |
| KR20080079999A (ko) | 에칭 방법 및 그것에 이용되는 에칭용 조성물 | |
| KR102484988B1 (ko) | 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 | |
| KR102654224B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각액 조성물 | |
| KR102343436B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 | |
| KR102520371B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 | |
| KR20190024379A (ko) | 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| CN112166167B (zh) | 用于氮化硅的蚀刻组成物及使用该蚀刻组成物的蚀刻方法 | |
| KR102557642B1 (ko) | 식각 조성물 첨가제, 그 제조방법 및 이를 포함하는 식각 조성물 | |
| KR102463292B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| KR102463291B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| CN111048415B (zh) | 一种选择性刻蚀液组合物及其制备方法和应用 | |
| KR102276085B1 (ko) | 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| KR102576575B1 (ko) | 식각 조성물, 이를 이용한 절연막의 식각방법 및 반도체 소자의 제조방법 | |
| KR102311328B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 | |
| KR102636997B1 (ko) | 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 및 이를 포함하는 폴리실리콘 식각액 | |
| KR102435735B1 (ko) | 질화막에 대한 선택성이 우수한 식각액 조성물 | |
| KR20200057288A (ko) | 식각액 조성물, 절연막의 식각방법 및 반도체 소자의 제조방법 | |
| KR20230030428A (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 | |
| KR20210028447A (ko) | 식각 조성물, 이를 이용한 절연막의 식각방법 및 반도체 소자의 제조방법 | |
| KR20230155101A (ko) | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |