KR20080044423A - 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 - Google Patents
반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080044423A KR20080044423A KR1020060113270A KR20060113270A KR20080044423A KR 20080044423 A KR20080044423 A KR 20080044423A KR 1020060113270 A KR1020060113270 A KR 1020060113270A KR 20060113270 A KR20060113270 A KR 20060113270A KR 20080044423 A KR20080044423 A KR 20080044423A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acid
- etchant
- film
- titanium silicide
- weight
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 46
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 22
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims description 3
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 18
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 18
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- -1 fluorine ions Chemical class 0.000 description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O azanium;hydrofluoride Chemical compound [NH4+].F LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 description 3
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 description 3
- VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N tetraazanium;phosphonato phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 3-(3-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COCCCOCCCO QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N dichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)Cl JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N fluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)CF QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N glyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C=O HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N isobutyric acid Chemical compound CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MOVBJUGHBJJKOW-UHFFFAOYSA-N methyl 2-amino-5-methoxybenzoate Chemical compound COC(=O)C1=CC(OC)=CC=C1N MOVBJUGHBJJKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 1-(2-ethoxypropoxy)propan-2-ol Chemical compound CCOC(C)COCC(C)O QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COBPKKZHLDDMTB-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCOCCO COBPKKZHLDDMTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVBUZBPJAGZHSQ-UHFFFAOYSA-N 2-chlorobutanoic acid Chemical compound CCC(Cl)C(O)=O RVBUZBPJAGZHSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHCUSSBEGLCCHQ-UHFFFAOYSA-M 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium;fluoride Chemical compound [F-].C[N+](C)(C)CCO FHCUSSBEGLCCHQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ASZZHBXPMOVHCU-UHFFFAOYSA-N 3,9-diazaspiro[5.5]undecane-2,4-dione Chemical compound C1C(=O)NC(=O)CC11CCNCC1 ASZZHBXPMOVHCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEMVPPCXNTVNP-UHFFFAOYSA-N 3-chlorobutanoic acid Chemical compound CC(Cl)CC(O)=O XEEMVPPCXNTVNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPLKGJHGWCVSOG-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobutanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCl IPLKGJHGWCVSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfamate Chemical compound [NH4+].NS([O-])(=O)=O GEHMBYLTCISYNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- VIZORQUEIQEFRT-UHFFFAOYSA-N Diethyl adipate Chemical compound CCOC(=O)CCCCC(=O)OCC VIZORQUEIQEFRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical class CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001089 [(2R)-oxolan-2-yl]methanol Substances 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229960003237 betaine Drugs 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
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005215 dichloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- PBWZKZYHONABLN-UHFFFAOYSA-N difluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)F PBWZKZYHONABLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTDYIOOONNVFMA-UHFFFAOYSA-N dimethyl pentanedioate Chemical compound COC(=O)CCCC(=O)OC XTDYIOOONNVFMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQYSYJUIMQTRMV-UHFFFAOYSA-N hypofluorous acid Chemical compound FO AQYSYJUIMQTRMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- RRSMHQNLDRCPQG-UHFFFAOYSA-N methanamine;hydrofluoride Chemical compound [F-].[NH3+]C RRSMHQNLDRCPQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000002762 monocarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M sodium;hydron;difluoride Chemical compound F.[F-].[Na+] BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- BSYVTEYKTMYBMK-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofurfuryl alcohol Chemical compound OCC1CCCO1 BSYVTEYKTMYBMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N trichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
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
- C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
- C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은 도핑된 산화막에 대한 선택적 식각액에 관한 것으로서, 상기 식각액은 식각액 총 중량에 대해 0.01 내지 25 중량%의 산, 0.5 내지 40 중량% 불소이온 소스, 0.001 내지 25 중량%의 첨가제, 및 식각액 총 중량에 대한 잔량의 증류수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식각액은 도핑된 산화막과 티타늄 실리사이드 막이 함께 형성된 기판에 적용하였을 때 도핑된 산화막, 바람직하게는 BPSG 막을 선택적으로 식각함으로써, 티타늄 실리사이드 막의 침식을 억제하여 식각 과정 중 금속물질의 손상 및 손실을 방지하여 원하는 패턴을 얻을 수 있으며, 여러 공정을 하나의 공정으로 줄일 수 있으므로 경제적인 반도체 소자 제조 방법에 적용할 수 있다.
도핑, 산화막, BPSG, 티타늄 실리사이드, 산, 불소이온, 첨가물, 식각액
Description
도 1은 본 발명의 실험예에서 사용된 식각되기 전의 기판을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 2의 식각액을 이용하여 식각처리한 기판을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 비교예 1의 식각액을 이용하여 식각처리한 기판을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예 17의 식각액을 이용하여 식각처리한 기판을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 단면도이다.
본 발명은 도핑된 산화막에 대한 선택적 식각액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자 제조공정 중 BPSG(boro phosphosilicate glass) 막을 식각하는데 있어, 티타늄 실리사이드막의 침식을 억제하는 동시에 원하는 패턴을 얻을 수 있는 선택적 식각액에 관한 것이다.
종래에는, 실리콘 웨이퍼 등의 식각액으로써, 불산 (HF, 50중량% 수용액) 및 불화암모늄 (NH4F, 40중량% 수용액)을 목적하는 식각율이 되도록 적당한 비율로 혼합한 완충 불산 (buffered hydrofluoric acids)이 사용되었다. 그러나, 완충 불산은 식각 속도가 매우 빠를 뿐 아니라, 노출 시간이 증가할수록 금속을 부식시키는 성질이 있으며, 티타늄 실리사이드 막과 BPSG 막(boron phosphosilicate glass film)이 함께 형성되어 있는 기판에 적용할 경우, 티타늄 실리사이드 막이 BPSG 막보다 빠른 속도로 식각되는 성질 때문에 티타늄 실리사이드 막을 침식하는 등의 문제점을 나타내었다.
이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 종래 BPSG 막 식각액으로 사용되어온 산, 불소이온 소스 및 물로 이루어진 식각액에 첨가제를 추가함으로써 BPSG막에 대한 식각 선택성이 우수해짐을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 반도체 소자 제조공정 중 티타늄 실리사이드 막 및 도핑된 산화막, 바람직하게는 BPSG 막이 함께 형성되어 있는 기판에 처리하였을 때 BPSG 막을 선택적으로 식각하는 습식 식각에 유용한 식각액을 제공하는 것이다.
본 발명은 반도체 소자의 제조공정 중 티타늄 실리사이드 막 및 도핑된 산화막이 함께 형성되어 있는 기판의 제조 시 티타늄 실리사이드 막에 대한 침식 없이 도핑된 산화막을 선택적으로 식각할 수 있는 식각액을 제공한다.
본 발명의 식각액은 0.01 내지 25중량%의 산, 0.5 내지 40 중량%의 불소이온 소스, 0.001 내지 25 중량%의 첨가제 및 전체 식각액이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 증류수로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식각액은 붕소(B), 인(P), 비소(As) 등이 도핑된 산화막(BSG, BPSG, PSG, AsSG 등)을 식각하는데 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 산, 불소이온 소스, 첨가제 및 증류수를 함유하는, 반도체 소자의 제조공정 중 티타늄 실리사이드막 및 도핑된 산화막이 함께 형성되어 있는 기판의 제조 시 티타늄 실리사이드 막에 대한 침식 없이 도핑된 산화막을 선택적으로 식각할 수 있는 식각액을 제공한다.
본 발명의 식각액 중의 산은 불소이온을 활성화 시키는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 식각액 총 중량에 대하여 0.01 내지 25 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%이다. 산의 함량이 0.01 중량% 미만이면 식각속도가 느려져 BPSG막이 거의 식각되지 않는 문제점이 있으며, 25 중량%를 초과하면 식각속도가 너무 빨라져 BPSG막에 대한 선택적 식각성이 없어지는 문제점이 있다.
본 발명의 산은 무기산 또는 유기산을 포함한다.
본 발명의 무기산은, 바람직하게는 25 ℃에서 pKa값이 3이하인 무기산, 예를 들면 불산, 불화붕산, 염산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 황산, 인산, 질산 또는 과염소산을 포함한다.
본 발명의 유기산은 모노카르복시산, 술폰산 또는 폴리카르복시산을 포함한다.
본 발명의 모노카르복시산은 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 길초산, 카프로산, 카프릴산, 모노클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 모노플루오로아세트산, 디플루오로아세트산, 트리플루오로아세트산, 알파-클로로부티르산, 베타-클로로부티르산, 감마-클로로부티르산, 락트산, 글리콜산, 피루브산, 글리옥살산 또는 아크릴산을 포함한다.
본 발명의 술폰산은 메탄술폰산 또는 톨루엔술폰산을 포함한다.
본 발명의 폴리카르복시산은 옥살산, 호박산, 아디프산, 주석산 또는 구연산을 포함한다.
본 발명의 산은 고유의 pKa값에 따라 첨가량이 달라질 수 있으며, 바람직하게는 식각액의 pH가 4.0 내지 6.7 범위의 농도가 되도록 첨가하는 것이 좋다. pH 4.0 미만인 경우 식각 속도가 빨라지는 장점이 있지만 티타늄 실리사이드 막의 침식을 유발할 수 있으며, pH 6.7 초과인 경우 BPSG막의 식각에 있어 불소이온의 활동도를 낮추어 식각 속도가 늦어져 공정 속도 연장이라는 단점을 유발할 수 있기 때문이다.
본 발명의 식각액 중의 불소이온 소스는 규소가 주성분으로 이루어진 피식각물인 산화막을 식각하는데 있어 규소와 친화력이 강한 불소이온을 제공하는 역할을 하며, 그 함량은 식각액 총 중량에 대하여 0.5 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%이다. 불소이온 소스 함량이 0.5 중량% 미만이면 BPSG막에 대해 식각이 거의 일어나지 않는 문제점이 있으며, 40 중량%를 초과하면 BPSG막에 대해 과다한 식각이 일어나는 문제점이 있다.
본 발명의 불소이온 소스는 플루오르화물 (fluoride), 플루오르화염 (fluoride salts) 또는 이플루오르화염 (difluoride salts)을 포함한다.
본 발명의 플루오르화물은 불산을 포함한다.
본 발명의 플루오르화염 및 이플루오르화염은 금속염 (metal salts), 암모늄염 (ammonium salts) 또는 4차암모늄염 (quaternary ammonium salts)을 포함한다.
본 발명의 금속염은, 용해도가 높은 것이 바람직하며, 플루오르화 칼륨, 플루오르화 나트륨, 플루오르화수소 칼륨 또는 플루오르화수소 나트륨을 포함한다.
본 발명의 암모늄염은 플루오르화 암모늄, 플루오르화수소 암모늄 또는 메틸아민 플루오르화수소산염을 포함한다.
본 발명의 4차암모늄염은 플루오르화 테트라메틸암모늄, 플루오르화 2-히드록시에틸 트리메틸암모늄 또는 플루오르화수소 테트라메틸암모늄을 포함한다.
본 발명의 식각액에 포함되는 플루오르화수소 암모늄은, 플루오르화수소 암모늄의 결정 또는 수용액을 이용할 수 있으며, 화학량론적인 양의 플루오르화 암모 늄과 불산을 첨가하여 식각액 중에서 형성시키는 것도 무방하다.
본 발명의 식각액에 포함되는 플루오르화 암모늄은, 플루오르화 암모늄의 결정 또는 수용액을 이용할 수 있다.
본 발명의 식각액 중의 첨가제는 티타늄 실리사이드의 부식을 방지하거나 최소화하기 위한 성분으로서, 그 함량은 식각액 총 중량에 대하여 0.001 내지 25 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%이다. 첨가제의 함량이 0.001 중량% 미만이면 티타늄 실리사이드의 부식방지 효과가 적고, 25 중량%를 초과하면 고체 첨가제의 경우 용해가 되지 않는 문제점이 있고, 액체 첨가제의 경우 상분리가 일어나는 문제점이 있다.
본 발명의 첨가제는 암모늄염, 수용성 유기용매, 알킬렌 글리콜 에테르, 니트로기를 포함하는 방향족 화합물 또는 계면활성제를 포함한다.
본 발명의 암모늄염은 초산 암모늄, 이인산 암모늄, 황산 암모늄, 과황산 암모늄, 암모늄 아미도설페이트, 질산 암모늄 또는 암모늄 티오설페이트를 포함한다.
본 발명의 수용성 유기용매는 N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸포름아마이드(DMF), 테트라히드로푸르푸릴알코올, 이소포론, 디에틸아디페이트, 디메틸글루타레이트, 술포란 또는 감마-부틸락톤(GBL)을 포함한다.
본 발명의 알킬렌 글리콜 에테르는 에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BG), 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(MDG), 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(carbitol), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BDG), 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM), 디프로 필렌글리콜 모노에틸에테르(MFDG), 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BTG), 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르(MTG) 또는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG)를 포함한다.
본 발명의 니트로기를 포함하는 방향족 화합물은 니트로벤젠을 포함한다.
본 발명의 계면활성제는 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 또는 불소계 계면활성제를 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 특히 비이온계 계면활성제가 바람직하다.
상기 음이온계 계면활성제의 구체적인 예로는, 고급지방산 알칼리염(비누), N-아크릴아미노산염, 알킬에테르 카르복시산염 및 아실화펩티드와 같은 카르복시산염; 알킬설폰산염, 알킬벤젠 및 알킬아미노산염, 알킬나프탈렌 설폰산염, 및 설포호박산염과 같은 설폰산염; 황산화유, 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 알킬아릴에테르황산염 및 알킬아미드황산염과 같은 황산에스테르염; 및 알킬인산염, 알킬에테르인산염 및 알킬아릴에테르인산염과 같은 인산에스테르염이 있다.
상기 비이온계 계면활성제는 수용액에서 이온으로 해리하는 기를 가지고 있지 않는 계면활성제로서, -OH기를 갖고 있다. 비교적 친수성은 작지만 분자내에 에스테르, 산아미드, 에테르 결합을 갖고 있다. 비이온 계면활성제의 구체적인 예로는, 알킬 및 알킬아릴폴리옥시에틸렌에테르, 폴리옥시에틸렌 아세틸레닉 디올 에테르 및 폴리옥시프로필렌을 친유기로 하는 블록폴리머와 같은 에테르형; 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 솔비탄 에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 및 솔비톨 에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르와 같은 에스테르에테르형; 폴리에틸렌글리 콜지방산에스테르, 글리세린에스테르, 솔비탄에스테르, 프로필렌 글리콜에스테르, 슈가에스테르 및 알킬 폴리 글루코시드와 같은 에스테르형; 및 지방산알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 및 아민 옥사이드와 같은 함질소형이 있다.
상기 불소계 계면활성제의 구체적인 예로는, 과불소알킬 카르복시산염, 과불소알킬 설폰산염, 과불소알킬 황산염, 과불소알킬 인산염과 같은 음이온계; 과불소 알킬 아민염, 과불소알킬 4급화 암모늄염과 같은 양이온계; 과불소알킬 카르복시 베타인, 과불소알킬 설포베타인과 같은 양쪽성 이온계; 및 불소화알킬 폴리옥시에틸렌, 과불소알콜 폴리옥시에틸렌과 같은 비이온계가 있다.
본 발명의 식각액은 붕소(B), 인(P), 비소(As) 등이 도핑된 산화막(BSG 막, BPSG 막, PSG 막, AsSG 막 등)을 식각하는데 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 식각액의 처리에 있어서, 바람직한 식각액의 온도는 15 내지 40 ℃, 바람직한 처리 시간은 0.25 내지 10분이다.
본 발명의 피식각물로는 실리콘 단결정 웨이퍼, 갈륨-비소 웨이퍼 등을 포함하는 웨이퍼, 특히 도핑된 산화막(BSG 막, BPSG 막, PSG 막, AsSG 막 등) 및 티타늄 실리사이드 막이 함께 형성되어 있는 웨이퍼 등이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예, 비교예 및 실험예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다.
그러나 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실험예
1. 산 농도에 따른
식각
속도와 티타늄 실리사이드의 부식 정도 평가
본 실험예의 식각액인 실시예 1 내지 5는 하기 표 1의 조건으로 제조하였다. 또한, 식각액의 온도는 실온(25℃)으로 동일하게 유지하여 실험에 사용하였다.
실험은 실리콘 웨이퍼 위에 티타늄 실리사이드막이 있고, 그 위로 BPSG 막이 도핑되어 있으며 BPSG 막에는 구멍(hole)이 형성되어있는 기판을 사용하여 수행하였다. 준비된 기판을 본 실험예의 식각액인 실시예 1 내지 5에 각각 1분간 담근 후 증류수로 세정하였다. 기판 상에 잔류하는 증류수를 제거하기 위해, 질소를 이용하여 기판을 완전히 건조시켰다. 상기 기판의 식각 속도 및 티타늄 실리사이드의 부식 정도는 주사 전자 현미경(SEM, S-4700, HITACHI사)을 이용하여 확인하였으며, 하기 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 산의 농도가 낮을 때에는 티타늄 실리사이드 막에 부식이 거의 없었으나, BPSG 막의 식각 속도가 느린 것을 확인할 수 있다. 또한 부식방지 효과를 나타내는 첨가제를 첨가하지 않은 비교예 1 및 2 의 경우 산의 농도가 낮아도 티타늄 실리사이드 막에 부식이 발생하였다.
실험예
2. 산의 종류에 따른
식각
속도와 티타늄 실리사이드의 부식 정도 평가
각각의 산은 고유한 pKa가 다르기 때문에, 산의 종류 및 농도를 다르게 하되, 산의 세기에 따라 각각의 농도를 조정하여 첨가하였으며, 하기 표 2의 조건으로 실시예 6 내지 9의 식각액을 제조하였다. 각 실시예의 성능 평가를 위한 기판은 상기 실험예 1과 동일한 기판을 사용하였으며, 기판의 식각 속도 및 티타늄 실리사이드의 부식 정도는 본 실험예의 실시예 6 내지 9의 식각액을 상기 실험예 1과 동일한 실험 방법 및 기기에 적용하여 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 산의 종류에 따라 식각 속도 및 티타늄 실리사이드의 부식 정도에서 차이를 나타내었다.
실험예
3.
불소이온
소스의 함량에 따른
식각
속도와 티타늄 실리사이드의 부식 정도 평가
불소이온 소스의 함량에 따른 식각 속도를 비교하기 위해 플루오르화 암모늄의 농도를 0~20중량%로 조절하였으며, 하기 표 3의 조건으로 실시예 10 내지 13의 식각액을 제조하였다. 각 식각액의 성능 평가를 위한 기판은 상기 실험예 1에서와 동일한 기판을 사용하였으며, 기판의 식각 속도 및 티타늄 실리사이드의 부식 정도는 본 실험예의 실시예 10 내지 13 및 실시예 2의 식각액을 상기 실험예 1과 동일한 실험 방법 및 기기에 적용하여 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 산화막 제거를 위해 불소이온 소스를 첨가한 실험에서는 불소이온의 함량이 일정량 이상 함유되어 있는 경우 BPSG의 식각 속도나 티타늄 실리사이드의 침식에 대해 영향을 주지 않았다. 그러나, 불소이온 소스가 없는 경우 BPSG의 식각 속도가 늦어지는 경향을 확인할 수 있었다.
실험예
4. 첨가제 종류에 따른
식각
속도와 티타늄 실리사이드의 부식 정도 평가
티타늄 실리사이드의 부식을 막는 첨가제로써 암모늄염 (이인산암모늄)과 유기용매 (니트로벤젠+BDG (디에틸렌글리콜 모노부틸에테르)), 계면활성제 (불소계 및 비이온계 계면활성제)를 사용하였으며, 하기 표 4의 조건으로 실시예 14 내지 17의 식각액을 제조하였다. 각 식각액의 성능 평가를 위한 기판은 상기 실험예 1에서와 동일한 기판을 사용하였으며, 기판의 식각 속도 및 티타늄 실리사이드의 부식 정도는 본 실험예의 실시예 14 내지 17의 식각액을 상기 실험예 1과 동일한 실험 방법 및 기기에 적용하여 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
상기 표 4에 나타낸 바와 같이 이인산암모늄을 첨가한 실시예 14는 티타늄 실리사이드의 부식 방지에 좋은 효과를 보였고, 계면활성제를 첨가한 실시예 15 및 16도 어느 정도 티타늄 실리사이드의 부식을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 유기 용매와 부식 방지 효과가 있는 물질을 혼용한 실시예 17의 경우에도 티타늄 실리사이드의 부식 방지에 효과가 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 식각액은 반도체 소자 제조 공정 중 도핑된 산화막과 티타늄 실리사이드 막이 동시에 형성되어있는 경우, 도핑된 산화막을 선택적으로 식각함으로써, 티타늄 실리사이드 막의 침식을 억제하여 식각 과정 중 금속물질의 손상 및 손실을 방지할 수 있고, 여러 공정에 걸치는 작업을 한 공정으로 해결할 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있다.
Claims (9)
- 0.01 내지 25 중량%의 산, 0.5 내지 40 중량%의 불소이온 소스, 0.001 내지 25 중량%의 첨가제 및 전체 식각액이 100 중량%가 되도록 하는 잔량의 증류수로 구성되는 식각액.
- 청구항 1에 있어서, 상기 식각액의 pH가 4.0~6.7인 것을 특징으로 하는 식각액.
- 청구항 1에 있어서, 상기 첨가제로 암모늄염, 유기용매 또는 계면활성제를 포함하는 식각액.
- 청구항 1에 있어서, 상기 산은 무기산 또는 유기산을 포함하는 식각액.
- 청구항 4에 있어서, 상기 무기산은 25 ℃에서 pKa값이 3이하인 무기산인 불산, 불화붕산, 염산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 황산, 인산, 질산 또는 과염 소산을 포함하는 식각액.
- 청구항 4에 있어서, 상기 유기산은 모노카르복시산, 술폰산 또는 폴리카르복시산을 포함하는 식각액.
- 청구항 1에 있어서, 상기 불소이온 소스는 플루오르화물 (fluoride), 플루오르화염 (fluoride salts) 또는 이플루오르화염 (difluoride salts)을 포함하는 식각액.
- 청구항 1에 있어서, 상기 식각액은 반도체 소자의 제조공정 중 티타늄 실리사이드 막 및 도핑된 산화막이 함께 형성되어 있는 기판의 제조 시 티타늄 실리사이드에 대한 침식 없이 도핑된 산화막을 선택적으로 식각함을 특징으로 하는 식각액.
- 청구항 8에 있어서, 상기 도핑된 산화막은 BSG 막, BPSG 막, PSG 막 또는 AsSG 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060113270A KR101294906B1 (ko) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060113270A KR101294906B1 (ko) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080044423A true KR20080044423A (ko) | 2008-05-21 |
| KR101294906B1 KR101294906B1 (ko) | 2013-08-08 |
Family
ID=39662282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060113270A KR101294906B1 (ko) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101294906B1 (ko) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013100644A1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 솔브레인 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각 방법 |
| KR20130076760A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 솔브레인 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각 방법 |
| WO2013170130A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Advanced Technology Materials, Inc. | Formulations for wet etching nipt during silicide fabrication |
| KR101469506B1 (ko) * | 2013-03-05 | 2014-12-05 | 한국세라믹기술원 | 강도가 개선된 화학강화유리의 제조방법 |
| KR20160005639A (ko) * | 2014-07-07 | 2016-01-15 | 솔브레인 주식회사 | 실리콘 산화물 제거용 에천트 |
| US20190136090A1 (en) * | 2016-12-26 | 2019-05-09 | Soulbrain Co., Ltd. | Composition for etching and manufacturing method of semiconductor device using the same |
| CN116162460A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-26 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 一种防止侵蚀铝的缓冲氧化物蚀刻液 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6707451B2 (ja) | 2013-12-11 | 2020-06-10 | フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド | 表面の残留物を除去するための洗浄配合物 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19937503C1 (de) | 1999-08-09 | 2001-01-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Ätzen von wismuthaltigen Oxidfilmen |
| KR100419071B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-02-19 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 구리-티타늄 막의 식각용액 및 그 식각방법 |
| KR20050024432A (ko) * | 2002-07-23 | 2005-03-10 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 희생 항반사 물질의 웨트 스트리핑 제거를 위한 조성물 및방법 |
-
2006
- 2006-11-16 KR KR1020060113270A patent/KR101294906B1/ko active IP Right Grant
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013100644A1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 솔브레인 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각 방법 |
| KR20130076760A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 솔브레인 주식회사 | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각 방법 |
| CN104039925A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-09-10 | 韩国首尔步瑞株式会社 | 蚀刻溶液组合物和使用该蚀刻溶液组合物的湿蚀刻方法 |
| TWI512084B (zh) * | 2011-12-28 | 2015-12-11 | Soulbrain Co Ltd | 蝕刻液組成物及具有該組成物之溼蝕刻的方法 |
| CN104039925B (zh) * | 2011-12-28 | 2016-05-11 | 韩国首尔步瑞株式会社 | 蚀刻溶液组合物和使用该蚀刻溶液组合物的湿蚀刻方法 |
| WO2013170130A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Advanced Technology Materials, Inc. | Formulations for wet etching nipt during silicide fabrication |
| KR101469506B1 (ko) * | 2013-03-05 | 2014-12-05 | 한국세라믹기술원 | 강도가 개선된 화학강화유리의 제조방법 |
| KR20160005639A (ko) * | 2014-07-07 | 2016-01-15 | 솔브레인 주식회사 | 실리콘 산화물 제거용 에천트 |
| US20190136090A1 (en) * | 2016-12-26 | 2019-05-09 | Soulbrain Co., Ltd. | Composition for etching and manufacturing method of semiconductor device using the same |
| US11912902B2 (en) * | 2016-12-26 | 2024-02-27 | Soulbrain Co., Ltd. | Composition for etching and manufacturing method of semiconductor device using the same |
| CN116162460A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-26 | 湖北兴福电子材料股份有限公司 | 一种防止侵蚀铝的缓冲氧化物蚀刻液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101294906B1 (ko) | 2013-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101294906B1 (ko) | 반도체 소자 제조공정의 선택적 식각액 | |
| JP6503102B2 (ja) | 窒化チタンハードマスク及びエッチ残留物除去 | |
| KR102285003B1 (ko) | TiN 하드 마스크 제거 및 에칭 잔류물 세정용 조성물 | |
| US7833957B2 (en) | Removing solution | |
| KR100641780B1 (ko) | 포토레지스트 및 에칭 잔류물의 제거를 위한 불소화물함유 산성 조성물 | |
| US5571447A (en) | Stripping and cleaning composition | |
| JP4959095B2 (ja) | 半導体デバイスの有機及びプラズマエッチング残さの洗浄用組成物 | |
| US5698503A (en) | Stripping and cleaning composition | |
| CA2544209C (en) | Cleaning solutions and etchants and methods for using same | |
| KR20110121121A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR20130007437A (ko) | 에칭 방법 및 이것에 사용되는 에칭액, 이것을 사용한 반도체 기판 제품의 제조 방법 | |
| KR20120068818A (ko) | 플라즈마 식각 잔류물 세척액 | |
| KR101165752B1 (ko) | 세정 조성물 및 세정방법 | |
| KR20110120422A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR101641740B1 (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR102008884B1 (ko) | 실리콘계 화합물막 식각액 조성물 | |
| KR20110120420A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR102683222B1 (ko) | 플루오라이드를 기초로 한 세정 조성물 | |
| KR20080111268A (ko) | 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법 | |
| KR101344541B1 (ko) | 실리콘 산화막에 대한 선택적 에칭액 조성물 | |
| JP4758187B2 (ja) | フォトレジスト残渣及びポリマー残渣除去液 | |
| KR20170066299A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR20160099525A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR20110120421A (ko) | 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물 | |
| KR102008883B1 (ko) | 전자재료용 세정액 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160608 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170621 Year of fee payment: 5 |