KR102636997B1 - 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 및 이를 포함하는 폴리실리콘 식각액 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 4급 암모늄플루오라이드; 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물; 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물; 및 물을 포함하고, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 및 이를 포함하는 폴리실리콘 식각액에 관한 것이다.
IT(information technology) 분야의 발전과 함께 현대 사회에서 반도체 직접 회로(IC;integrated circuit), 반도체 소자, 반도체 장치 등의 역할은 갈수록 중요해지고 있으며, 다양한 산업 분야의 전자기기에서 광범위하게 사용되고 있다. 최근 전자기기들이 소형화, 박형화, 경량화, 고성능화가 진행됨에 따라서, 사용되는 반도체 소자도 우수한 저장 능력과 고속 저장 동작이 요구되고 있다. 이러한 반도체 소자의 고집적화에 따라 수십 나노미터(㎚) 이하의 미세한 패턴형성이 필요하게 되었다.
반도체 소자 제조 공정은 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 이온주입 공정 등의 일련의 공정들을 수행하여 이루어지며, 이들 공정을 통하여 웨이퍼 위에 산화막, 질화막, 폴리실리콘막, 금속막 등 다양한 막들을 형성하고, 이들 막을 원하는 형상으로 패터닝하여 원하는 소자들을 완성한다. 이때 반도체 소자의 고집적화, 미세화를 위해서는 식각 대상 막질이 높은 식각 선택비로 제거되어야 한다.
반도체 소자에서 폴리실리콘은 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si) 물질로써, 게이트 전극, 캐패시터 전극, 플러그, 식각 마스크 등을 형성과 같은 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 있는데, 습식 식각 공정이 건식 식각 공정에 비하여 장비의 구성이 간단하고 시간이 단축되는 장점이 있어, 이러한 습식 식각 공정에 사용되는 식각액의 수요가 급속도로 성장하였다.
대한민국 공개특허 제2000-0013247호는 폴리실리콘막의 습식식각방법에 관한 것으로서, 불산(HF)과 질산(HNO3)과 순수한 물(Deionized water)의 혼합비가 1:50:25인 식각액을 사용하여 폴리실리콘막을 습식식각하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 문헌의 경우 웨이퍼 상에 함께 형성된 실리콘 산화막(SiOx)에 손상을 입힐 수 있어 반도체 소자의 성능의 저하를 야기할 수 있는 문제점이 있다.
그러므로, 실리콘 산화막(SiOx)에 손상을 가하지 않으면서, 폴리실리콘을 제거할 수 있는 폴리실리콘 식각액의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 실리콘 산화막(SiOx)에 손상을 가하지 않으면서, 폴리실리콘막을 제거할 수 있는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전술한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 포함하는 폴리실리콘 식각액을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리 실리콘 식각액 제조용 조성물은 4급 암모늄플루오라이드; 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물; 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물; 및 물을 포함하고, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액은 전술한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물; 및 산화제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 포함하는 폴리실리콘 식각액은 실리콘 산화막(SiOx)에 손상을 가하지 않으면서, 폴리실리콘막의 제거가 용이한 이점이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 4급 암모늄플루오라이드; 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물; 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물; 및 물을 포함하고, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물; 및 산화제;를 포함하는 폴리실리콘 식각액에 관한 것이다.
<
폴리실리콘
식각액
제조용 조성물>
본 발명의 한 양태는 4급 암모늄플루오라이드; 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물; 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물; 및 물을 포함하고, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%의 4급 암모늄플루오라이드를 포함한다.
상기 4급 암모늄플루오라이드가 상기 폴리실리콘식각액 제조용 조성물에 포함되는 경우 폴리실리콘 산화막을 식각하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 폴리실리콘 산화막은 폴리실리콘막이 후술할 산화제에 의하여 산화됨으로써 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리실리콘막은 폴리실리콘을 포함하고 있는 막을 의미하는 것으로서, 본 발명에서 "폴리실리콘"을 식각 또는 제거한다는 용어는 "폴리실리콘막"을 식각 또는 제거한다는 의미를 포함한다.
상기 4급 암모늄플루오라이드는 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 이 경우 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 포함하는 폴리실리콘 식각액의 폴리실리콘 식각 속도가 우수한 이점이 있다.
상기 4급 암모늄플루오라이드가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 폴리 실리콘에 대한 식각 속도가 다소 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 용해도가 다소 저하될 수 있어 식각 성능이 저하될 수 있는 문제가 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 암모늄플루오라이드, 알킬암모늄플루오라이드 및 벤질알킬암모늄플루오라이드로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 4급 암모늄플루오라이드는 암모늄플루오라이드; 테트라부틸암모늄플루오라이드(TBAF), 테트라부틸암모늄바이플루오라이드(TBAF·HF), 테트라메틸암모늄플루오라이드(TMAF), 테트라에틸암모늄플루오라이드(TEAF), 테트라옥틸암모늄플루오라이드(TOAF) 등의 알킬암모늄플루오라이드; 벤질트리메틸암모늄플루오라이드(BTMAF) 등의 벤질알킬암모늄플루오라이드;일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물을 포함한다. 상기 인 화합물은 상기 인 화합물을 포함하는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 또는 폴리실리콘 식각액 내에 H+를 공급하여 폴리실리콘의 산화막을 제거하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 인 화합물은 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 인 화합물은 폴리인산, 아인산, 유기 포스폰산 및 이들의 유도체로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리인산은 예컨대, 피로인산, 3인산, 4개 인산의 인산이 축합한 폴리인산 등을 들 수 있다. 상기의 유도체의 예로서는 인산, 폴리인산, 아인산, 포스폰산의 염, (부분) 에스테르 화합물, 할로겐화물(염화물 등), 탈수물(오산화이인 등) 등을 들 수 있다.
상기 유기 포스폰산의 유도체의 예로는 포스폰산(H-P(=O)(OH)2)의 인 원자에 직접 결합한 수소 원자가 다양한 관능기를 가지고 있어도 좋은 알킬기로 치환되어 있는 화합물이나, 그 염, (부분) 에스테르 화합물, 할로겐화물 및 탈수물도 포함된다. 또한, 인산화 전분이나, 인 원자를 갖는 유기 고분자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물은 메틸 포스폰산(methyl phosphonic acid), 에틸 포스폰산(ethyl phosphonic acid), 페닐 포스폰산(phenyl phosphonic acid), 피로인산(Pyrophosphoric acid), 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산(1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, HEDP) 등을 포함할 수 있다.
상기 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물은 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.5 중량%로 포함될 수 있으며, 이 경우 폴리실리콘 산화막의 제거 효율이 우수하면서도, 실리콘 산화막의 손상을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
상기 인 화합물, 구체적으로 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물이 상기 범위 미만으로 포함될 경우, 폴리실리콘 산화막의 제거 성능이 다소 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 실리콘 산화막이 다소 손상될 수 있고, 제조 단가가 상승하는 문제점이 있을 수 있으므로, 상기 범위 내로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물을 포함한다. 구체적으로, 본 발명에 있어서 상기 아미노실란계 화합물은 아미노기 및 실란올기를 포함하는 화합물, 아미노기 및 가수분해하여 실란올기를 생성하는 가수분해성 실릴기를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물은 N-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane), 3-아미노프로필실란트리올(3-aminopropylsilanetriol) 및 3-아미노프로필디메틸에톡시실란(3-aminopropyldimethylethoxysilane)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상이다.
상기 아미노실란계 화합물은 SiOx 표면에 흡착하여 SiOx 표면을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 아미노실란계 화합물은 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체에 대하여 50ppm 내지 1000ppm으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 100ppm 내지 1000ppm 으로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 200ppm 내지 1000ppm으로 포함될 수 있다.
상기 아미노실란계 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 SiOx의 표면을 보호하여 SiOx 표면의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 바라지는 않으나, 상기 아미노실란계 화합물이 SiOx막의 표면을 패시베이션(passivation)함으로써, 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물, 폴리실리콘 식각액에 의하여 손상을 입는 현상을 방지할 수 있다.
상기 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물이 상기 범위 미만으로 포함될 경우 SiOx막의 표면이 다소 손상될 수 있으며, 상기 아미노실란계 화합물이 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우 SiOx 막의 표면의 손상을 방지하는 효과의 증대가 미비할 수 있고, 제조 단가가 증가할 수 있어 바람직하지 않을 수 있으므로, 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 물을 포함한다. 상기 물은 본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물에 포함되는 조성을 용해 또는 분산시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 물은 불순물을 최대한 저감시킨 탈이온수(deionized water) 또는 초순수(ultrapure water)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 물은 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 잔부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물의 제조방법은 특별히 한정하지는 않는다. 예컨대, 상기한 조성 및 함량을 교반기나 순환 장치에서 충분히 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 전술한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물; 및 산화제;를 포함하는 폴리실리콘 식각액에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 산화제는 과산화수소일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 산화제는 상기 폴리실리콘 식각액 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 18 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 산화제가 수용액 상태로 포함되는 경우 상기 산화제의 함량은 상기 산화제의 고형분을 기준으로 한다. 예컨대, 폴리실리콘 식각액이 과산화수소 수용액을 포함하는 경우, 상기 산화제의 함량은 상기 과산화수소 수용액에서 물을 제외한 함량을 의미할 수 있으며, 상기 수용액에 포함되는 물은, 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물에 포함되는 물과 구별되는 것일 수 있다.
상기 산화제는 폴리실리콘 막의 표면을 산화시킴으로써, 식각종, 요컨대 전술한 4급 암모늄플루오라이드, 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물에 의하여 제거가 용이하게 하는 역할을 수행한다.
상기 산화제가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 폴리실리콘 막의 표면의 산화가 충분하지 않아 상기 식각종에 의한 제거가 다소 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 폴리실리콘 막의 제거 속도 향상에 큰 개선이 없을 수 있으므로, 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폴리실리콘 식각액의 제조방법은 특별히 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 제조하는 것처럼, 전술한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물과 산화제를 함께 교반기나 순환 장치에서 충분히 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액은 본 발명에 따른 목적을 저해하지 않는 범위에서 당업계에서 통상적으로 사용하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 예컨대, 계면활성제, 부식방지제 등을 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 상기 폴리실리콘 식각액을 제조하기 이전 단계, 즉 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 내에 포함되어도 무방하고, 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 제조한 뒤 산화제와 혼합하는 과정에서 포함되어도 무방하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 폴리실리콘 식각액은, 실리콘 산화막(SiOx)에 대하여 폴리실리콘막을 선택적으로 식각하는 것일 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액 조성물은 실리콘 산화막에는 손상을 주지 않으면서, 폴리실리콘막을 선택적으로 식각할 수 있다.
상기 폴리실리콘막은 상기 실리콘 산화막과 그 일부가 접하고 있는 것이라면, 그 형태를 제한하지 않는다. 예컨대, 상기 폴리실리콘막과 상기 실리콘 산화막은 상기 실리콘 산화막 및 상기 폴리실리콘막이 순서대로 적층되고 있는 다층막의 형태일 수도 있고, 상기 실리콘 산화막의 하부와 상기 폴리실리콘막의 하부가 동일한 평면상에 위치하는 단일막의 형태일 수도 있으며, 상기 실리콘 산화막의 홈부 내에 상기 폴리실리콘막이 형성된 상태일 수도 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액은 4급 암모늄플루오라이드, 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물, 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물, 산화제 등을 포함함으로써 상기 실리콘 산화막과 상기 폴리실리콘막의 적어도 일부가 접하고 있는 상태인 경우 상기 실리콘 산화막에는 데미지를 주지 않고, 상기 폴리실리콘막을 선택적으로 제거할 수 있는 이점이 있다. 그러므로, 후속 공정의 신뢰성을 높여 제조된 반도체 소자의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리실리콘 식각액은 폴리실리콘막의 식각 공정에 사용될 수 있으며, 이때 폴리실리콘막의 식각방법을 본 발명에서 한정하지는 않는다. 예컨대, 배치 타입(batch type)의 식각 장치 또는 싱글 타입(single type)의 식각 장치에서 침적, 분무, 또는 침적 및 분무를 이용한 방법을 통해 식각할 수 있으나 이에 한정하지는 않으며, 당업계에서 사용하는 통상적인 방법에 의하여 수행할 수 있다. 상기 식각 공정의 온도 및 식각 시간 또한 당업자에 의해 적절히 조절하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 식각액은 반도체 소자 뿐 아니라 이를 포함하는 각종 표시장치, MEMS 장치, 배선 기판 등의 제조 공정에도 적용이 가능하다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
폴리실리콘
식각액
제조용 조성물의 제조:
실시예
1 내지 9 및
비교예
1 내지 5
하기 표 1에 기재된 성분 및 조성에 따라 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물을 제조하였다.
| AF1) | TBAF2) | HF3) (50%) |
HEDP4) | MP5) | FA6) | A_SiOH7) | S_SiOH8) | DIW9) | 총합 | |
| 실시예 1 | 6 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 2 | 6 | - | - | - | 1 | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 3 | - | 6 | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 4 | 1 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 5 | 15 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 6 | 6 | - | - | 1 | - | - | - | 0.05 | 잔부 | 100 |
| 실시예 7 | 6 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 8 | 6 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 실시예 9 | 6 | 1 | 0.1 | 잔부 | 100 | |||||
| 비교예 1 | 6 | - | - | - | - | 1 | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 비교예 2 | 6 | - | - | 1 | - | - | - | - | 잔부 | 100 |
| 비교예 3 | - | 3.85 | - | - | - | - | - | 잔부 | 100 | |
| 비교예 4 | 40 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 비교예 5 | 0.5 | - | - | 1 | - | - | 0.05 | - | 잔부 | 100 |
| 1) AF: Ammonium fluoride 2) TBAF: Tetrabutylammonium fluoride 3) HF: Hydrofluoric acid 4) HEDP: 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid 5) MP: Methyl phosphonic acid 6) FA: Formic acid 7) A_SiOH: N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane 8) S_SiOH: 3-aminopropylsilanetriol 9) Deionized water |
||||||||||
폴리실리콘
식각액의
제조:
실시예
10 내지 18 및
비교예
6 내지 10
상기 표 1에서 제조한 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물에 하기 표 2에 따른 성분 및 조성을 추가하여 폴리실리콘 식각액을 제조하였다.
| 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 | 과산화수소 (31%) |
질산 (70%) |
|
| 실시예 10 | 실시예 1 | 30 | - |
| 실시예 11 | 실시예 2 | 30 | - |
| 실시예 12 | 실시예 3 | 30 | - |
| 실시예 13 | 실시예 4 | 30 | - |
| 실시예 14 | 실시예 5 | 30 | - |
| 실시예 15 | 실시예 6 | 30 | - |
| 실시예 16 | 실시예 7 | 10 | - |
| 실시예 17 | 실시예 8 | 50 | - |
| 실시예 18 | 실시예 9 | 30 | - |
| 비교예 6 | 비교예 1 | 30 | - |
| 비교예 7 | 비교예 2 | 30 | - |
| 비교예 8 | 비교예 3 | - | 192.5 |
| 비교예 9 | 비교예 4 | 30 | - |
| 비교예 10 | 비교예 5 | 30 | - |
실험예
:
Poly
-
Si
및
SiO
x
의
식각
속도
Poly-Si 1750Å의 두께로 증착된 웨이퍼를 2×2cm2의 크기로 잘라 준비하였다. 실시예 및 비교예에 따른 25℃의 폴리실리콘 식각액을 350rpm으로 회전시키면서 준비한 웨이퍼를 1분간 침지시켰다. 1분간 침지한 웨이퍼는 DIW 세정 후 상온에서 질소 블로잉(blowing)을 이용하여 건조하였으며, 그 후 엘립소미터로 막두께를 측정하여 Poly-Si 및 SiOx의 식각 속도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
| Poly-Si E/R (Å/min) |
SiOx E/R (Å/min) |
|
| 실시예 10 | 35.2 | 0.2 |
| 실시예 11 | 43.7 | 0.5 |
| 실시예 12 | 10.7 | 0.1 |
| 실시예 13 | 9.4 | 0.1 |
| 실시예 14 | 54.9 | 0.6 |
| 실시예 15 | 38.2 | 0.3 |
| 실시예 16 | 28.7 | 0.2 |
| 실시예 17 | 41.5 | 0.2 |
| 실시예 18 | 34.8 | 0.1 |
| 비교예 6 | 44.5 | 2.5 |
| 비교예 7 | 50.2 | 15.7 |
| 비교예 8 | 77.5 | 42.8 |
| 비교예 9 | 석출 발생 | |
| 비교예 10 | 2.0 | 0.1 |
상기 표 3을 참고하면, 실시예에 따른 폴리실리콘 식각액을 사용한 경우 실리콘 산화막 손상은 최소화하는 동시에 폴리실리콘막을 제거할 수 있는 반면, 비교예에 따른 식각액을 사용할 경우 실리콘 산화막의 식각 속도(E/R, etching rate)가 1 Å/min 이상이거나, 폴리실리콘 산화막의 제거 속도가 느린 것을 확인하였다.
Claims (9)
- 4급 암모늄플루오라이드; 폴리인산, 아인산 및 유기 포스폰산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 인 화합물; 아미노실란올 및 이의 가수분해성 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 아미노실란계 화합물; 및 물을 포함하고,
상기 4급 암모늄플루오라이드는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물로,
상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물은 산화제와 혼합하여 폴리실리콘 식각액을 제조하기 위한 것으로, 불산을 포함하지 않으며,
상기 산화제는 질산을 포함하지 않으며,
상기 폴리실리콘 식각액은 실리콘 산화막(SiOx)에 대하여 폴리실리콘막을 선택적으로 식각하는 것인,
폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 아미노실란계 화합물은 N-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필실란트리올 및 3-아미노프로필디메틸에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것인 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 아미노실란계 화합물은 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체에 대하여 50ppm 내지 1000ppm으로 포함되는 것인 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 4급 암모늄플루오라이드는 상기 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 15 중량%로 포함되는 것인 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 4급 암모늄플루오라이드는 암모늄플루오라이드, 알킬암모늄플루오라이드 및 벤질알킬암모늄플루오라이드로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것인 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 인 화합물은 메틸 포스폰산, 에틸 포스폰산, 페닐 포스폰산, 피로인산, 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것인 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 폴리실리콘 식각액 제조용 조성물; 및
산화제;를 포함하는 폴리실리콘 식각액. - 제7항에 있어서,
상기 산화제는 상기 폴리실리콘 식각액 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 18 중량%로 포함되는 것인 폴리실리콘 식각액. - 제7항에 있어서,
상기 폴리실리콘 식각액은, 실리콘 산화막(SiOx)에 대하여 폴리실리콘막을 선택적으로 식각하는 것인 폴리실리콘 식각액.
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