KR20020002748A - 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것으로, 반도체 소자의 제조 공정 중 실리콘 질화막(Si3N4) 제거 공정(Strip Process)에서 사용되는 화학제(Chemical)인 인산(Phosphoric Acid; H3PO4)을 PA(Polyphosphoric Acid)로 대체함으로써 화학제의 안정성(Stability)을 증가시키고, 순수(Deionized Water)의 당량에 따라 질화물의 식각율(Etch rate) 및 선택성(Selectivity)을 용이하게 조절할 수 있는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법이 개시된다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것으로, 특히 질화물의 식각율 및 산화막(Oxide)에 대한 선택성을 용이하게 조절할 수 있는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것이다.
일반적으로 질화막을 제거하기 위해서는 인산(Orthophosphoric Acid)을 사용하고 있으나, 인산은 고온에서 다음과 같이 Pyrophosphoric Acid나 여러 가지 형태의 Polymeric Acid로 변하거나, Autoprotolysis가 일어나 식각률이 감소하고 산화막에 대한 선택성이 변하는 것을 방지하기 위해여, 계속 순수(Deionized Water)를 공급해야한다. 그러나, 공급하는 순수의 양이 약간만 변해도 질화막 제거(Nitride Strip)불량이 발생하는 등의 결점이 있다.
2H3PO4----> H2O + H4P2O7(Pyrophosphoric Acid)
또한, 인산 자체가 강산(Strong Acid)이므로 부식성(Corrosive Property)을 가지고 있어 취급하기가 까다롭다. 더욱이 인산은 고온에서 미약하나마 쿼츠(Quartz)와도 반응하므로 베스 프레임(Bath Frame)을 부식시킬 수도 있다.
따라서, 본 발명은 반도체 소자의 제조 공정 중 질화막 제거 공정에서 사용되는 화학제인 인산(Phosphoric Acid, H3PO4)을 PA(Polyphosphoric Acid)로 대체함으로써, 고온에서 안정하며 부식성이 없고 간단한 공정으로도 질화막을 제거할 수 있는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법의 가장 큰 특징은 반도체 소자의 제조 공정에서 폴리 인산을 사용하여 실리콘 질화막을 제거하는 것이다. 폴리 인산은 첨가하는 순수의 양에 따라 상기 실리콘 질화막의 식각 속도 및 산화막 선택비가 제어된다. 또한, 폴리 인산의 활성화를 위하여 순수를 첨가할 수도 있다.
PA(Polyphosphorc Acid)는 인산을 400℃ 이상 예를 들어 400 내지 800℃의 범위로 가열하여 자기 축합(Self-condensation) 시켜 얻을수 있는 점착성의 액체(Viscous Liquid)로 100℃ 이상에서는 유동성(Mobile)을 가지고 있다. 여기서 순수 (Deionized Water)를 가하면 첨가된 D. I. Water의 당량만큼 인산으로 가수분해(Active Form)가 일어난다.
화학식 2를 참조하면, 즉 비활성 상태(Inactive Form)에서 가해진 물(H2O)의 당량만큼 활성물질(Acive Form)로 바뀌므로 질화막의 식각률을 쉽게 조절할 수 있고 물이 없을 때에는 활성이 없으므로 취급이 용이해진다.
또한, 인산(Orthophosphoric Acid)를 고온처리 하였을 때에는 여러 가지 형태의 PA(Polyphosphoric Acid)가 존재하므로, 물을 첨가해도 식각률을 일정하게 유지하기가 어렵지만, 본 발명에서 제시된 방법은 단일형태의 PA(Polyphosphoric Acid)를 출발물질(Starting Material)로 시작하기 때문에 가수분해속도(Hydrolysis Rate)가 일정하여 식각률 및 선택성 제어가 용이해진다.
상기에서 언급한 바와 같이, 첨가시키는 순수의 양에 따라 식각률과 선택성을 쉽게 제어할 수 있으며, 단일형태의 폴리머(Polymer)이기 때문에 일정한 가수분해속도를 가지므로 식각률을 쉽게 예상할 수 있다. 식각률이 일정하게 되므로 웨이퍼의 디핑시간(Dipping Time)이 줄어들게 되어 질화막 제거 공정시간이 현재의 2시간(ca. 300% Overetch)보다 절반(150% Overetch)으로 줄일 수 있게 된다. 또한 부식성이 없기 때문에 취급하기가 용이해진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 폴리인산을 이용하여 질화막을 제거하므로써, 식각률 및 산화막 선택성을 용이하게 제어하고, 부식성이 없기 때문에 취급이 용이하므로, 질화막의 제거 공정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 반도체 소자의 제조 공정에서 폴리 인산을 사용하여 실리콘 질화막을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리 인산은 첨가되는 순수의 양에 따라 상기 실리콘 질화막의 식각 속도 및 산화막 선택비가 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리 인산의 활성화를 위하여 순수를 첨가하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리 인산은 H3PO4를 400 내지 800℃ 가열하여 자기 축합시켜 얻는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 실리콘 질화막 식각 방법.
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