KR20120092583A - 실리콘 에칭액 및 에칭 방법 - Google Patents
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Abstract
실리콘의 에칭 가공, 특히 반도체나 MEMS 부품의 제조 공정에서의 실리콘의 이방성 에칭 가공에 있어서, 히드록실 아민을 함유하는 에칭액에 특징적인, 액 중에 Cu가 존재하면 일어나는 Si 에칭 속도의 저하를 억제함으로써, 높은 에칭 속도를 발현하는 에칭액 및 에칭 방법을 제공한다. 알칼리성 수산화물과 히드록실 아민과 티오요소류를 함유한 알칼리성 수용액으로서, 단결정 실리콘을 이방성으로 용해하는 것을 특징으로 한 실리콘 에칭액, 또한 이 에칭액을 이용하는 실리콘의 에칭 방법이다.
Description
본 발명은 실리콘의 에칭 가공에 관한 것으로, 특히 MEMS 부품이나 반도체 디바이스의 제조에 이용되는 실리콘 에칭액 및 실리콘 에칭 방법에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 단결정 기판을 화학 약액으로 에칭하는 경우에는 불산과 질산 등의 성분을 가한 혼합 수용액인 산계 에칭액으로 에칭하는 방법, 또는 수산화 칼륨(KOH), 수산화 테트라메틸암모늄(이하, 단순히 TMAH라고 표기하는 경우가 있음) 등의 수용액인 알칼리계 에칭액으로 에칭하는 방법이 실시되고 있다(비특허문헌 1, 2 참조).
산계 에칭액을 이용했을 경우, 질산 등의 산화 작용을 가진 성분에 의해 실리콘 표면이 산화되어 산화 규소가 생성되고, 이 산화 규소는 불산 등에 의해 불화 실리콘으로서 용해됨으로써 에칭이 진행된다. 산계 에칭액으로 에칭을 실시했을 때의 특징은 에칭이 등방적으로 진행되는 것에 있다. 산성 에칭액의 에칭 속도는 불산과 질산의 혼합비에 따라 상이하며 1~100㎛/분 정도이다. 그러나, 산성 에칭액은 Cu나 Al 등의 금속 배선을 부식해 버려, 금속이 공존하는 공정에서는 사용하기 어렵다는 결점이 있다.
한편, 알칼리계 에칭액을 이용했을 경우, 액 중의 히드록시 음이온에 의해 실리콘은 규산 이온으로서 용해하여, 이때 물이 환원되어 수소를 발생시킨다. 알칼리계 에칭액으로 에칭을 실시하면, 산계 에칭액과는 달리 단결정 실리콘으로의 에칭은 이방성을 가지면서 진행된다. 이것은 실리콘의 결정면 방위마다 실리콘의 용해 속도에 차이가 있는 것에 기초를 두고 있어 결정 이방성 에칭이라고도 불린다. 다결정에서도 미시적으로 보면 이방성을 유지하면서 에칭이 진행되지만, 결정립의 면 방위는 랜덤하게 분포되어 있다는 점으로부터, 거시적으로는 등방성의 에칭이 진행되는 것처럼 보인다. 비정질에서는 미시적으로도 거시적으로도 등방성으로 에칭이 진행된다.
알칼리계 에칭액으로는 KOH, TMAH의 수용액 이외에도 수산화 나트륨(NaOH), 암모니아, 히드라진 등의 수용액이 사용된다. 이들 수용액을 이용한 단결정 실리콘 기판의 에칭 가공에서는 목적으로 하는 가공 형상이나 처리를 실시하는 온도 조건 등에 의존하지만, 수 시간부터 수십 시간이라는 긴 가공 시간을 필요로 하는 경우가 많다.
이 가공 시간을 조금이라도 단축하는 것을 목적으로 높은 에칭 속도를 나타내는 약액이 개발되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 TMAH에 히드록실 아민류를 첨가한 수용액을 에칭액으로서 사용하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에는 TMAH에 철, 염화 철(Ⅲ), 수산화 철(Ⅱ) 등의 특정 화합물을 첨가한 수용액을 에칭액으로서 사용하는 기술이 개시되어 있고, 에칭 속도를 빠르게 하는 효과의 정도에서는 철과 히드록실 아민을 병용하는 조합이 특히 매우 적합하다는 점이 개시되어 있다. 또 특허문헌 3에는 KOH에 히드록실 아민류를 첨가한 수용액을 에칭액으로서 사용하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 4에는 알칼리 환원성 화합물과 방식제(당, 당 알코올, 카테콜 등)로 이루어진 에칭액이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 나타내는 바와 같은 히드록실 아민을 함유한 알칼리 에칭액은 히드록실 아민 미함유의 알칼리 에칭액과 비교해 에칭 속도가 큰폭으로 향상되는 특장을 가지지만, 에칭액을 장시간 가온하면 히드록실 아민이 분해해 버려 에칭 속도가 저하해 버린다는 결점이 있다.
이를 해결하기 위해, 특허문헌 5에는 알칼리에 산을 첨가함으로써 히드록실 아민의 분해를 억제해 에칭 속도 저하를 억제하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 6에는 알칼리와 히드록실 아민에 알칼리염을 첨가함으로써 히드록실 아민의 분해를 억제해 에칭 속도 저하를 억제하는 기술이 개시되어 있다. KOH, 히드록실 아민, 요소를 포함하는 특허로서 특허문헌 7이 있지만, 포토레지스트의 현상에 관한 특허이며, 실리콘 에칭액 및 에칭 방법에 관한 기재는 일절 없다.
또, Si｛110｝의 에칭에 있어서, Cu가 존재하면 에칭 속도가 크게 저하하는 것이 알려져 있다(비특허문헌 3).
사토, 「실리콘 에칭 기술」, 표면 기술, Vol.51, No.8, 2000, p754~759
에사시, 「2003 마이크로 머신/MEMS 기술 대전」, p.109~114
다나카, 아베, 요네야마, 이노우에, 「ppb 오더의 불순물을 제어한 실리콘 이방성 에칭」덴소 테크니컬 리뷰, Vol.5, No.1, 2000, p56-61
반도체 디바이스나 MEMS 부품의 제조 공정에 있어서, 배선을 비롯한 각종 부재에 이용되는 재료로서 Cu가 사용되는 일이 있다. 히드록실 아민이 들어간 알칼리계 에칭액은 실리콘의 에칭 속도가 높다는 특장을 가지지만, 에칭액 중에 침지되는 기판 상에 Cu가 존재하면, 실리콘의 에칭 속도가 현저하게 저하해 버린다는 결점이 있다. Cu는 실리콘과 동일 기판 상에 존재하는 경우에도, 동시에 침지되는 다른 기판 상에 존재하는 경우에도 에칭 속도의 저하를 일으킨다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 감안하여 실리콘 에칭에 있어서, 기판 상에 Cu가 존재하는 경우에도 에칭 속도가 높게 유지되는 에칭제 조성물을 제공한다. 나아가서는 이 에칭 방법에 의해 가공된 실리콘 기판을 가지는 전자기기를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 열심히 연구를 실시한 결과, 히드록실 아민을 함유하는 알칼리계 에칭액에 티오요소류를 첨가한 조성의 알칼리계 에칭제 조성물이 Cu가 존재해도 실리콘의 에칭 속도가 저하되지 않는다는 것을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 실리콘 에칭액 및 에칭 방법에 관한 것으로, 이하와 같다.
1. 단결정 실리콘을 이방성으로 용해하는 실리콘 에칭액으로서, (1) 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 및 수산화 테트라메틸암모늄으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리성 수산화물, (2) 히드록실 아민 및 (3) 티오요소류를 함유한 알칼리성 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 에칭액.
2. (3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소, 벤질 티오요소, N-t-부틸-N'-이소프로필 티오요소, N,N'-디이소프로필 티오요소 및 디-n-부틸 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 상기 1에 기재된 실리콘 에칭액.
3. (3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 상기 1에 기재된 실리콘 에칭액.
4. (3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소 및 이산화 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 상기 1에 기재된 실리콘 에칭액.
5. 실리콘 기판이 이용되고, 그 구성 부재에 Cu가 사용되는 대상물의 에칭에 이용되는 상기 1~4 중 어느 하나에 기재된 실리콘 에칭액.
6. 단결정 실리콘을 이방성으로 용해하는 실리콘 에칭 방법으로서, (1) 알칼리 수산화물과 (2) 히드록실 아민 및 (3) 티오요소류를 함유하는 알칼리성 수용액을 이용해 에칭 대상물을 에칭하는 것을 특징으로 하는 실리콘 에칭 방법.
7. (1) 알칼리성 수산화물이 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 및 수산화 테트라메틸암모늄으로부터 선택되는 1종 이상이고, (3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소, 벤질 티오요소, N-t-부틸-N'-이소프로필 티오요소, N,N'-디이소프로필 티오요소 및 디-n-부틸 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 상기 6에 기재된 실리콘 에칭 방법.
8. 에칭 대상물이, 실리콘 기판이 이용되고 그 구성 부재에 Cu가 사용되는 것인 상기 6 또는 7에 기재된 실리콘 에칭 방법.
본원 발명에 의해, 실리콘 에칭에 있어서 액 중에 Cu가 존재하는 경우에도 Cu가 존재하지 않는 경우와 마찬가지로 히드록실 아민을 포함한 알칼리성 수용액의 특장인 높은 실리콘 에칭 속도를 발현할 수 있다.
본 발명에 이용되는 (1) 알칼리성 수산화물은 수산화 칼륨(KOH), 수산화 나트륨(NaOH) 혹은 수산화 테트라메틸암모늄(TMAH)이 바람직하고, 특히 수산화 칼륨 또는 수산화 테트라메틸암모늄이 바람직하다. 또, (1) 알칼리성 수산화물은 이것들을 단독으로 혹은 복수를 조합해 이용해도 된다.
본 발명에 이용되는 알칼리 화합물의 농도는 원하는 에칭 특성을 얻을 수 있는 종래의 알칼리 화합물 농도이면 되지만, 알칼리 화합물의 물에 대한 용해도 및 에칭제 조성물 중의 히드록실 아민류 농도 및 티오요소류의 농도에 따라 적절히 결정하는 것도 가능하고, 바람직하게는 0.1~65중량％의 범위, 보다 바람직하게는 1~45중량％, 더욱 바람직하게는 5~40중량％, 특히 바람직하게는 5~30중량％의 범위에서 사용된다. 0.1중량％ 이상의 농도에서는 실리콘 에칭 속도가 매우 늦거나 혹은 에칭이 되지 않는다는 일이 없고, 65중량％ 이하의 농도에서는 에칭제 조성물 중에서의 결정의 석출이나 고화 등이 발생하는 일이 없기 때문에 바람직하다.
본 발명에 이용되는 티오요소류의 농도는 1~10000ppm이 바람직하고, 1~5000ppm이 보다 바람직하며, 나아가 1~1500ppm가 바람직하고, 특히 5~1200ppm이 바람직하다. 1ppm 이상의 농도에서는 티오요소류 첨가에 의한 Cu 용해 억제 효과를 명확하게 얻을 수 있고, 또 티오요소류 첨가에 의한 Cu 공존시의 실리콘의 에칭 속도의 저하를 억제할 수 있다. 또, 농도가 10000ppm 이하이면, 티오요소류의 포화 농도에 가깝게 되는 일이 없기 때문에, 물의 증발 등으로 티오요소류의 석출이 발생하는 일이 없어진다.
티오요소류 가운데, 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일 2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐-2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소, 벤질 티오요소, N-t-부틸-N'-이소프로필 티오요소, 디이소프로필 티오요소, 디-n-부틸 티오요소가 바람직하고, 나아가서는 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일 2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐-2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소 및 디페닐 티오요소가 바람직하며, 특히 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소 및 이산화 티오요소가 공업적으로 입수하기 쉽고, 알칼리 용액에 대한 용해도도 10000ppm 정도로 높기 때문에, 사용에 있어 매우 바람직하다.
본 발명에 이용되는 히드록실 아민의 농도는 원하는 실리콘 에칭 속도에 따라 적절히 결정하는 것이 가능하고, 바람직하게는 3~15중량％의 범위에서 이용된다. 보다 바람직하게는 5~15중량％의 범위이고, 더욱 바람직하게는 7~13중량％의 범위이며, 9~11중량％이 특히 바람직하다. 히드록실 아민 농도가 5중량％ 이상이면, Cu 공존시의 실리콘의 에칭 속도의 저하 비율이 낮아지지 않기 때문에 본 에칭액의 실리콘의 에칭 속도의 저하를 억제하는 효과가 명확하게 얻어진다. 히드록실 아민 농도를 증가시켰을 때에는 이것에 수반해 에칭 속도도 단조롭게 증가하는 경향이 보여졌다. 한편, 농도가 11중량％ 이하이면, 히드록실 아민의 농도에 의한 에칭 속도의 향상 효과가 효율적으로 얻어진다. 원하는 에칭 속도를 고려한 후에 히드록실 아민 농도를 적절히 결정하면 된다.
본 발명의 실리콘 에칭 방법은 통상 가온된 에칭액 중에 대상물을 침지하고, 소정 시간 경과 후에 꺼내 대상물에 부착되어 있는 에칭액을 물 등으로 흘려 씻은 후, 부착되어 있는 물을 건조하는 방법이 채택되고 있다. 에칭 온도는 40℃ 이상 비점 미만의 온도가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50℃ 내지 90℃, 특히 70℃ 내지 90℃가 바람직하다. 에칭 온도가 40℃ 이상이면, 에칭 속도가 낮아지지 않기 때문에 생산 효율을 양호한 것으로 할 수 있다. 한편, 90℃ 이하이면, 액 조성 변화가 생기기 어렵기 때문에 에칭 조건을 일정하게 유지하는 것이 용이하다. 에칭액의 온도를 높게 함으로써, 에칭 속도는 상승하지만, 에칭액의 조성 변화를 작게 억제하는 것 등도 고려한 후에 적절히 최적 처리 온도를 결정하면 된다.
에칭 시간은 에칭 조건 및 에칭 대상물에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에서의 에칭 처리의 대상물은 단결정 실리콘을 포함한 기판이며, 기판의 전역 또는 일부 영역에 단결정 실리콘이 존재하고 있는 것이다. 또한, 배선 등의 기판의 부재를 구성하는 Cu가 기판 표면에 처음부터 노출되어 있어도, 실리콘의 에칭에 의해 기판 내부의 Cu가 표면에 노출되어도, 어느 쪽의 경우에서도 실리콘 에칭 속도의 저하를 억제할 수 있다. 단결정 실리콘은 단층에서도 다층으로 적층된 상태에서도 상관없다. 이들 기판의 전역 또는 일부 영역에 이온 도프한 것도 에칭 처리의 대상물이 된다. 또, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 유기막 등 재료나 알루미늄막, 크롬막, 금막 등의 금속막이 상기의 에칭 대상물의 표면이나 대상물 내부에 존재하고 있는 것에 대해서도, 본 발명에서의 에칭 처리의 대상물에 포함된다.
본 발명의 실리콘 에칭액은 상기한 바와 같이 실리콘 에칭에 있어서, 액 중에 Cu가 존재하는 경우에도 Cu가 존재하지 않는 경우와 마찬가지로 히드록실 아민을 포함한 알칼리성 수용액의 특장인 높은 실리콘 에칭 속도를 발현할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 실리콘 에칭액은 실리콘 기판이 이용되고, 그 구성 부재에 Cu가 사용되는 대상물의 에칭에 매우 적합하게 이용된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 평가에 이용한 에칭 대상물은 단결정 실리콘(100)(단순히 실리콘(100)이라고 하는 경우가 있음) 웨이퍼이다. 이 실리콘(100) 웨이퍼의 한쪽의 면은 그 전면이 실리콘 열산화막으로 이루어진 보호막에 의해 덮인 상태로 되고 있고, 또 한쪽의 면에서는 실리콘 열산화막의 일부를 드라이 에칭에 의해 제거해 실리콘면(0.25㎝×0.25㎝)이 규칙적으로 노출된 패턴 형상을 가지고 있다. 이 실리콘(100) 웨이퍼는 에칭 처리를 하기 직전에 23℃의 1％의 불화 수소산 수용액에 15분간 침지하고, 그 후 초순수에 의한 린스를 실시하고 건조를 실시했다. 이 불화 수소산 수용액 처리에 의해, 패턴 형상의 실리콘 면이 노출된 부분의 표면에 생성되어 있는 실리콘 자연 산화막을 제거한 후, 다음의 에칭 처리를 실시했다.
단결정 실리콘(100) 웨이퍼의 에칭 처리 방법 및 에칭 속도의 산출 방법
에칭액 40g을 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)제의 용기에 넣고, 이 용기를 욕 중에 담구고 에칭액의 온도를 80℃로 가온했다. 에칭액의 온도가 80℃에 이른 후, 단결정 실리콘(100) 웨이퍼(1㎝×1㎝)와 0.5㎝×0.5㎝의 Cu 박편(Cu의 두께는 6000Å)을 에칭액 중에 동시에 담구고 30분간 침지 처리를 실시하고, 그 후, 단결정 실리콘(100) 웨이퍼를 꺼내 초순수에 의한 린스 및 건조를 실시했다. 에칭 처리를 실시한 단결정 실리콘(100) 웨이퍼는 단결정 실리콘의 에칭에 수반해 패턴 부분이 주위보다 움푹 패인 상태가 되어, 에칭된 부분과 에칭되어 있지 않은 부분의 높낮이 차이를 측정함으로써, 30분간의 단결정 실리콘(100) 면의 에칭 깊이를 구했다. 이 에칭 깊이를 30으로 나눈 값을 단결정 실리콘(100) 면의 에칭 속도(단위는 ㎛/분)로서 산출했다.
실시예
1~26,
비교예
1~8
표 1에 기재된 에칭액을 이용해 에칭 처리를 실시해 결과를 표 1에 적었다. 티오요소류를 포함하지 않는 비교예 1~5, 7, 8은 대응하는 실시예 1~5, 25, 26보다 분명하게 에칭 속도가 작았다.
실시예
27-43
비교예
9-11
표 2에 기재된 에칭액에 Cu를 0.5ppm 함유시킨(Cu 박편은 포함하지 않음) 것 이외에는 실시예 1~26과 동일하게 실시해 결과를 표 2에 정리했다.
티오요소류를 첨가하고 있지 않는 비교예 9~11에서는 Cu의 영향에 의해, 티오요소류를 첨가하고 있는 대응하는 실시예 27, 42, 43보다 분명하게 에칭 속도가 작았다. 티오요소류가 Cu 박편이 에칭액 중에 공존하고 있는 경우 뿐만 아니라, 액 중에 Cu가 용해되어 있는 경우에도 에칭 속도 저하를 억제하는 성능을 가지는 것을 알 수 있다.
실시예
44-61
비교예
12-13
Cu
박편의 에칭 처리 방법 및 에칭 속도의 산출 방법
표 3에 기재된 에칭액 40g을 PTFE 단결정 실리콘(폴리테트라플루오로에틸렌)제의 용기에 넣고, 이 용기를 욕 중에 담구고 에칭액의 온도를 80℃로 가온했다. 에칭액의 온도가 80℃에 이른 후, 미리 막 두깨를 형광 X선 분석 장치로 측정을 끝낸 2㎝×2㎝의 Cu 고체막(Cu의 두께는 6000Å)을 에칭액 중에 동시에 담구고 60분간 침지 처리를 실시하고, 그 후 Cu 박편을 꺼내 초순수에 의한 린스 및 건조를 실시했다. Cu 박편의 막 두께를 재차 형광 X선 분석 장치로 측정해, 처리 전후의 막 두께의 차이를 구함으로써, 60분간의 Cu 박편의 에칭 깊이를 구했다. 이 에칭 깊이를 60으로 나눈 값을 Cu의 에칭 속도(단위는 Å/분)로서 산출했다. 에칭액에 티오요소류를 포함하는 경우에는 Cu의 에칭 속도는 1Å/분 미만이지만, 티오요소를 포함하지 않는 경우에는 Cu의 에칭 속도는 10Å/분 이상이 되고 있다. 이것으로부터, 티오요소류는 Cu가 공존하고 있는 경우에 Si의 에칭 속도를 저하시키지 않는 효과 뿐만 아니라, Cu의 용해를 막는다는 성능도 있다는 것을 알 수 있었다.
비교예
14-33
표 4에 기재된 에칭액에 Cu를 0.5ppm 함유시킨(Cu 박편은 포함하지 않음) 것 이외에는 실시예 27과 동일하게 실시해 결과를 표 4에 정리했다. 본 발명의 실리콘 에칭액은 이 액 중에 Cu가 존재하는 경우에도 Cu가 존재하지 않는 경우와 마찬가지로 히드록실 아민을 포함한 알칼리성 수용액의 특장인 높은 실리콘 에칭 속도를 발현할 수 있다는 점으로부터, 그 1 성분인 (3) 티오요소류는 Cu와 킬레이트를 형성하는 성능을 나타내는 것이라고 생각된다. 그러나, Cu와 킬레이트를 형성하는 성능을 가지는 비교예 14-33에 사용되는 킬레이트제를 이용했을 경우, 본 발명의 실리콘 에칭액과 비교하여 실리콘 에칭 성능은 현저하게 뒤떨어지고 있는 것이 나타났다. 즉, 본 발명에 의해 (3) 티오요소류가 다른 성분인 (1) 알칼리성 수산화물 및 (2) 히드록실 아민의 상승 효과에 의해, 뛰어난 효과가 얻어지는 것이 나타났다.
침지 온도：80℃, 침지 시간：30분
KOH：수산화 칼륨, NaOH：수산화 나트륨, TMAH：수산화 테트라메틸암모늄
침지 온도：80℃, 침지 시간：30분
KOH：수산화 칼륨, NaOH：수산화 나트륨, TMAH：수산화 테트라메틸암모늄
침지 온도：80℃, 침지 시간：60분
KOH：수산화 칼륨, NaOH：수산화 나트륨, TMAH：수산화 테트라메틸암모늄
침지 온도：80℃, 침지 시간：30분
KOH：수산화 칼륨
산업상 이용 가능성
Cu를 포함하는 실리콘 에칭에 있어서, 실리콘의 에칭 속도를 저하시키는 일이 없고, 나아가 Cu를 에칭하는 일이 없는 에칭액을 제공할 수 있어 산업상 유용하다.
Claims (8)
- 단결정 실리콘을 이방성으로 용해하는 실리콘 에칭액으로서, (1) 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 및 수산화 테트라메틸암모늄으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리성 수산화물, (2) 히드록실 아민 및 (3) 티오요소류를 함유한 알칼리성 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 에칭액.
- 청구항 1에 있어서,
(3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소, 벤질 티오요소, N-t-부틸-N'-이소프로필 티오요소, N,N'-디이소프로필 티오요소 및 디-n-부틸 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 실리콘 에칭액. - 청구항 1에 있어서,
(3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 실리콘 에칭액. - 청구항 1에 있어서,
(3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소 및 이산화 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 실리콘 에칭액. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
실리콘 기판이 이용되고, 그 구성 부재에 Cu가 사용되는 대상물의 에칭에 이용되는 실리콘 에칭액. - 단결정 실리콘을 이방성으로 용해하는 실리콘 에칭 방법으로서, (1) 알칼리 수산화물과 (2) 히드록실 아민 및 (3) 티오요소류를 함유하는 알칼리성 수용액을 이용해 에칭 대상물을 에칭하는 것을 특징으로 하는 실리콘 에칭 방법.
- 청구항 6에 있어서,
(1) 알칼리성 수산화물이 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 및 수산화 테트라메틸암모늄으로부터 선택되는 1종 이상이고, (3) 티오요소류가 티오요소, N-메틸 티오요소, 1-알릴-3-(2-히드록시에틸)-2-티오요소, 이산화 티오요소, 1,3-디메틸 티오요소, 1-벤조일-2-티오요소, 이소프로필 티오요소, 1-페닐 2-티오요소, 1,3-디에틸 티오요소, 디페닐 티오요소, 벤질 티오요소, N-t-부틸-N'-이소프로필 티오요소, N,N'-디이소프로필 티오요소 및 디-n-부틸 티오요소로부터 선택되는 1종 이상인 실리콘 에칭 방법. - 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
에칭 대상물이, 실리콘 기판이 이용되고 그 구성 부재에 Cu가 사용되는 것인 실리콘 에칭 방법.
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