KR20180045185A - 금속 질화막의 식각액 조성물 - Google Patents
금속 질화막의 식각액 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180045185A KR20180045185A KR1020160139025A KR20160139025A KR20180045185A KR 20180045185 A KR20180045185 A KR 20180045185A KR 1020160139025 A KR1020160139025 A KR 1020160139025A KR 20160139025 A KR20160139025 A KR 20160139025A KR 20180045185 A KR20180045185 A KR 20180045185A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acid
- peroxide
- weight
- composition
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 39
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- -1 organic acid salts Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 19
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 9
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 5
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 2
- QDHFHIQKOVNCNC-UHFFFAOYSA-N butane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCS(O)(=O)=O QDHFHIQKOVNCNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethaneperoxoate Chemical compound CC(=O)OOC(C)(C)C SWAXTRYEYUTSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical class C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 28
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 14
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 235000015203 fruit juice Nutrition 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/53—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
- C04B41/5338—Etching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Weting (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 금속 질화막의 식각액 조성물은 금속 질화막 식각액 조성물로서, 상기 조성물은 조성물 전체 중량%를 기준으로 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 금속 질화막의 식각액 조성물은 과산화물, 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 및 물을 특정 함량으로 포함함으로써 TiN/W 식각 선택비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 금속 질화막의 식각액 조성물은 과산화물, 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 및 물을 특정 함량으로 포함함으로써 TiN/W 식각 선택비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 금속 질화막의 식각액 조성물에 관한 것이다.
티탄계 금속인 질화티타늄(TiN)은 반도체 디바이스, 액정 디스플레이, 미세전자제어기술(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) 디바이스, 프린트 배선기판 등에 귀금속이나 알루미늄(Al), 구리(Cu) 배선의 하지층, 캡층으로서 이용된다. 또한, 반도체 디바이스에서는 배리어 메탈, 게이트 메탈로서 사용되는 경우도 있다.
상기 질화티타늄 또는 질화티탄계 금속과 함께 텅스텐 또는 텅스텐계 금속이 액정 디스플레이, 반도체 디바이스의 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 배선, 배리어층이나 콘택트홀, 비어홀의 매립 등에 사용된다. 또한, 미세전자제어기술 분야에서는 텅스텐 히터로서도 이용된다.
특히, 질화티타늄 등의 질화 금속막은 배리어층으로 식각액 조성물로부터 에칭을 억제시켜 하부의 재질이 식각되는 것을 막아주는 역할을 하고 있다. 따라서 일반적으로 알려진 식각액으로는 질화티타늄 등의 질화 금속막을 식각시키는 것이 어려워 식각액의 화학적 성질과 연마에 의한 물리적 효과를 더한 화학적 기계적 연마(CMP)방식을 이용하여 제거하는 방법이 일반적이다.
하지만, 상기 화학적 기계적 연마 방식의 경우 공정이 복잡하고, 공정적용에 한계가 있으며, 다른 오염의 발생소지가 많으며, 비용이 일반 습식공정에 비하여 높기 때문에 비효율적이다.
대한민국 공개특허 제10-1587758호는 (A) 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75~95 중량%, (B) 과산화물 0.3~10 중량%, (C) 무기암모늄염 1~30,000 ppm, 및 (D) 잔량의 물을 포함하는 TiN막 식각액 조성물 및 그 식각용 조성물을 이용하는 금속배선의 형성 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행 문헌은 무기 암모늄 염을 포함하고 있으며, TiN/W 식각 선택비가 현저히 낮은 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 과산화물, 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 및 물을 특정 함량으로 포함함으로써 TiN/W 식각 선택비를 향상시킬 수 있는 금속 질화막의 식각액 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 질화막의 식각액 조성물은 금속 질화막 식각액 조성물로서, 상기 조성물은 조성물 전체 중량%를 기준으로 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 금속 질화막의 식각액 조성물은 과산화물, 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 및 물을 각각 특정 함량으로 포함함으로써 TiN/W 식각 선택비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 금속 질화막 식각액 조성물은 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 금속 질화막 식각액 조성물은 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75 내지 95중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 질화막 식각액 조성물은 텅스텐(W)을 포함하는 금속막 또는 금속배선의 존재하에서 금속 질화막의 선택적 식각을 위하여 유용하게 사용될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 금속 질화막의 식각액 조성물은 TiN/W 식각 선택비가 11이상인 것이 바람직하다. 이때, TiN 식각 속도 대비 W의 식각 속도가 11배 이상 빠르므로 TiN/W 고선택비 식각이 필요한 반도체 배선 공정에 적합한 특징이 있다.
과산화물
상기 과산화물은 금속 질화막의 식각속도를 증가시키며, 텅스텐막을 산화시켜 공정 상 필요한 만큼의 텅스텐막의 식각속도를 조절하는 기능을 수행한다.
상기 과산화물로는 과산화수소(H2O2), tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, tert-부틸퍼아세테이트, tert-부틸퍼옥시벤조에이트, 2-부탄퍼옥사이드, tert-부틸메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 다이커밀퍼옥사이드 등으로부터 선택될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 과산화물은 조성물 총 중량에 대하여, 0.3 내지 10 중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 1 내지 5 중량%로 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 과산화물이 상기 범위 미만으로 포함되면 금속 질화막의 식각속도가 너무 느려져 공정 수율 측면에서 문제가 발생할 수 있으며, 상기 과산화물이 상기 범위를 초과하면 금속 질화막의 선택적 식각이 어려워질 수 있다.
유기산 및
유기산염
상기 유기산 및 유기산염은 황산과 과산화물에 의한 텅스텐의 산화 및 식각을 방지하는 역할을 하여 텅스텐의 식각속도를 낮추는 역할을 한다. 따라서, TiN/W의 식각 선택비를 높일 수 있다.
시트르산, 말산, 옥살산, 아세트산암모늄 및 포름산암모늄 등으로 이루어진 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상은 0.001 내지 5 중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 0.005 내지 3중량%으로 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 유기산, 유기산암모늄염이 상기 범위 미만으로 포함되면 텅스텐의 식각속도를 낮출 수 없으며, 상기 유기산, 유기산암모늄염이 상기 범위를 초과할 경우 싱글 툴(single tool) 처리 시 재결정화되어 입자 결함(particle defect)의 원인을 유발하거나 황산 및 알킬설포닉산과 급격한 반응으로 공정 시 위험할 수 있다.
물
상기 물은 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상의 성분과 과산화물 성분의 중량비가 100:0.32 내지 100:6.0인 것이 바람직하며, 100:2 내지 100:4인 것이 보다 바람직하다. 상기 물이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 TiN/W 식각 선택비가 11 이상으로 구현될 수 없거나, TiN의 식각 속도가 너무 느려져 공정 시간이 증가하므로 공정 처리량(throughput)에 악영향을 미칠 수 있다.
황산 및
알킬설포닉산
황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상은 과산화물로 산화된 금속을 식각할 수 있으며, TiN 막질과 텅스텐의 막질의 에칭량과 선택비를 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 알킬설포닉산은 메탄설폰산, 에탄설폰산, 프로판설폰산, 및 부탄설폰산 등으로부터 선택될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상은 금속 질화막의 식각액 조성물 100중량%에 대하여, 75 내지 95중량%를 포함하는 것이 바람직하며,
상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상이 75 중량% 미만으로 포함되면 상대적으로 과산화물 및 물의 함량이 높아지면서 텅스텐의 식각속도가 빨라지면서 TiN/W의 식각 선택비가 낮아지는 문제가 발생하며, 상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상이 95 중량%를 초과하면 TiN의 식각속도가 너무 느려져 공정 수율 측면에서 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 금속 질화막의 식각액 조성물은 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75 내지 95중량%; 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 물 잔량을 포함함으로써 TiN/W 식각 선택비를 11 이상으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 금속 질화막 식각액 조성물 제조방법은 과산화물; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상; 및 물을 혼합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 혼합물에 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상을 혼합하여 제 2 혼합물을 얻는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제조되는 금속 질화막 식각액 조성물은 상기 조성물 전체 중량%를 기준으로, 상기 제1혼합물은 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 물 잔량을 혼합하여 얻을 수 있으며, 상기 제2혼합단계는 상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75 내지 95중량%를 혼합하여 얻을 수 있다.
이때, 상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상의 성분과 상기 과산화물 성분의 중량비가 100:0.3 내지 100:10인 것이 바람직하다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예
1 내지 10 및
비교예
1 내지 7
하기 표 1 의 성분 및 조성(중량%)를 포함하는 금속 질화막의 식각액 조성물을 제조하였다. 이때, 하기 실시예 및 비교예에서 황산 및 과수로는 31% 과수 및 96% 황산을 사용하였다.
| (중량%) | 황산/알킬설포닉산 | 과수/과산화물 | 유기산/유기산염 | DIW | |||
| 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | 함량 | |
| 실시예 1 | 황산 | 88.13 | 과수 | 2.01 | 시트르산 | 0.52 | 잔량 |
| 실시예 2 | 황산 | 88.13 | 과수 | 2.01 | 말산 | 0.52 | 잔량 |
| 실시예 3 | 황산 | 88.13 | 과수 | 2.01 | 옥살산 | 0.52 | 잔량 |
| 실시예 4 | 황산 | 87.97 | 과수 | 2.60 | 아세트산암모늄 | 0.1 | 잔량 |
| 실시예 5 | 황산 | 87.97 | 과수 | 2.60 | 포름산암모늄 | 0.1 | 잔량 |
| 실시예 6 | 황산 | 82 | 과수 | 5 | 아세트산암모늄 | 0.1 | 잔량 |
| 실시예 7 | 황산 | 79.53 | 과수 | 2.60 | 아세트산암모늄 | 5 | 잔량 |
| 실시예 8 | 황산 | 95 | 과수 | 0.3 | 아세트산암모늄 | 0.01 | 잔량 |
| 실시예 9 | MSA | 87.97 | TBHP | 2.60 | 아세트산암모늄 | 0.1 | 잔량 |
| 실시예 10 | MSA | 87.97 | MEKP | 2.60 | 아세트산암모늄 | 0.1 | 잔량 |
| 비교예 1 | 황산 | 88.13 | 과수 | 2.01 | - | - | 잔량 |
| 비교예 2 | MSA | 88.13 | TBHP | 2.01 | - | - | 잔량 |
| 비교예 3 | 황산 | 82.13 | 과수 | 2.01 | 시트르산 | 6 | 잔량 |
| 비교예 4 | 황산 | 78.53 | 과수 | 2.60 | 아세트산암모늄 | 6 | 잔량 |
| 비교예 5 | 황산 | 96 | 과수 | - | 시트르산 | 0.01 | 잔량 |
| 비교예 6 | 황산 | 87.5 | 과수 | 2.5 | 황산암모늄 | 0.01 | 잔량 |
| 비교예 7 | MSA | 87.5 | TBHP | 2.5 | 황산암모늄 | 0.01 | 잔량 |
| MSA: 메탄설폰산 TBHP:tert-부틸하이드로퍼옥사이드 MEKP:메틸에틸케톤 퍼옥사이드 |
|||||||
실험예
:
식각
특성 평가
TiN, W, SiNx, SiOx, poly Si, HfOx 막질이 형성된 기판을 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7의 금속 질화막 식각용 조성물에 75℃에서 5분간 침지하였다.
각 기판의 막질에 대한 식각속도는 Ellipsometer(SE-MG-1000)을 이용하여 막두께의 변화를 측정하여 결정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 또한 하기에 기재된 수치의 단위는 Å/min이다.
| TiN의 식각량 | W의 식각량 | TiN/W 식각 선택비 | |
| 실시예 1 | 46.24 | 3.8 | 12.2 |
| 실시예 2 | 49.48 | 3.9 | 12.7 |
| 실시예 3 | 39.25 | 3.5 | 11.2 |
| 실시예 4 | 42.25 | 3.2 | 13.2 |
| 실시예 5 | 41.58 | 3.5 | 11.9 |
| 실시예 6 | 24.54 | 2.2 | 11.2 |
| 실시예 7 | 31.21 | 2.8 | 11.1 |
| 실시예 8 | 16.58 | 1.5 | 11.1 |
| 실시예 9 | 17.9 | 1.4 | 12.8 |
| 실시예 10 | 18.2 | 1.5 | 12.1 |
| 비교예 1 | 44.2 | 8.3 | 5.4 |
| 비교예 2 | 15.8 | 2.5 | 6.3 |
| 비교예 3 | - | - | - |
| 비교예 4 | - | - | - |
| 비교예 5 | 2.1 | 0.8 | 2.6 |
| 비교예 6 | 44.5 | 5.2 | 8.6 |
| 비교예 7 | 13.2 | 1.6 | 8.3 |
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 10의 경우 질화 티탄막에 대하여 우수한 식각 성능을 유지하면서, 텅스텐 막의 식각량을 억제하는 것을 알 수 있으며, 그 결과 TiN/W의 식각 선택비가 11 이상인 것을 알 수 있다. 반면, 상기 범위를 만족하지 못하는 비교예 1 내지 7의 경우에는 목적하는 TiN/W의 식각 선택비를 얻지 구현하지 못하는 것을 알 수 있다.
Claims (10)
- 금속 질화막 식각액 조성물로서, 상기 조성물은 조성물 전체 중량%를 기준으로
과산화물 0.3 내지 10 중량%;
유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및
물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 질화막 식각액 조성물 100중량%에 대하여,
황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75 내지 95중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제2항에 있어서,
상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상의 성분과 상기 과산화물 성분의 중량비가 100:0.3 내지 100:10인 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제2항에 있어서,
상기 알킬설포닉산은
메탄설폰산, 에탄설폰산, 프로판설폰산, 및 부탄설폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것인 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 과산화물은 과산화수소(H2O2), tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, tert-부틸퍼아세테이트, tert-부틸퍼옥시벤조에이트, 2-부탄퍼옥사이드, tert-부틸메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 및 다이커밀퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
TiN/W 식각 선택비는 11이상인 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유기산 및 유기산염은
시트르산, 말산, 옥살산, 아세트산암모늄 및 포름산암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물. - 과산화물; 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상; 및 물을 혼합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 혼합물에 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상을 혼합하여 제 2 혼합물을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 제조되는 금속 질화막 식각액 조성물은 상기 조성물 전체 중량%를 기준으로,
상기 제1혼합물은 상기 과산화물 0.3 내지 10 중량%; 상기 유기산 및 유기산염 중에서 선택되는 1종 이상 0.001 내지 5 중량%; 및 상기 물 잔량을 포함하며,
상기 제2혼합물은 상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상 75 내지 95중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 황산 및 알킬설포닉산 중에서 선택되는 1종 이상의 성분과 상기 과산화물 성분의 중량비가 100:0.3 내지 100:10인 것을 특징으로 하는 금속 질화막 식각액 조성물 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160139025A KR102700158B1 (ko) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 금속 질화막의 식각액 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160139025A KR102700158B1 (ko) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 금속 질화막의 식각액 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180045185A true KR20180045185A (ko) | 2018-05-04 |
| KR102700158B1 KR102700158B1 (ko) | 2024-08-28 |
Family
ID=62199470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160139025A KR102700158B1 (ko) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 금속 질화막의 식각액 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102700158B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210082861A (ko) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | 동우 화인켐 주식회사 | 텅스텐막 및 질화티탄막 식각액 조성물, 이를 이용한 텅스텐막 및 질화티탄막의 식각 방법, 및 이에 따라 제조된 전자 디바이스 |
| US11390805B2 (en) | 2020-02-05 | 2022-07-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etching composition and method for manufacturing semiconductor device using the same |
| US11427759B2 (en) | 2019-10-17 | 2022-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etchant compositions for metal-containing films and methods of manufacturing integrated circuit devices using the etchant compositions |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002511192A (ja) * | 1997-05-20 | 2002-04-09 | ローデル ホールディングス インコーポレイテッド | 絶緑体、金属及びチタニウムからなる複合物の研磨方法 |
| KR20110031233A (ko) * | 2008-09-09 | 2011-03-24 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 티탄계 금속, 텅스텐계 금속, 티탄-텅스텐계 금속 또는 그것들의 질화물의 에칭액 |
| KR20130049507A (ko) * | 2011-11-04 | 2013-05-14 | 동우 화인켐 주식회사 | 질화 티탄막 식각액 조성물 및 이를 이용한 질화 티탄막의 식각방법 |
| KR101587758B1 (ko) | 2015-03-05 | 2016-01-21 | 동우 화인켐 주식회사 | 질화 티탄(TiN) 막의 식각액 조성물 및 그를 이용한 금속배선의 형성 방법 |
| KR20160048909A (ko) * | 2013-08-30 | 2016-05-04 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 티타늄 니트라이드를 선택적으로 에칭하기 위한 조성물 및 방법 |
-
2016
- 2016-10-25 KR KR1020160139025A patent/KR102700158B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002511192A (ja) * | 1997-05-20 | 2002-04-09 | ローデル ホールディングス インコーポレイテッド | 絶緑体、金属及びチタニウムからなる複合物の研磨方法 |
| KR20110031233A (ko) * | 2008-09-09 | 2011-03-24 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 티탄계 금속, 텅스텐계 금속, 티탄-텅스텐계 금속 또는 그것들의 질화물의 에칭액 |
| KR20130049507A (ko) * | 2011-11-04 | 2013-05-14 | 동우 화인켐 주식회사 | 질화 티탄막 식각액 조성물 및 이를 이용한 질화 티탄막의 식각방법 |
| KR20160048909A (ko) * | 2013-08-30 | 2016-05-04 | 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 티타늄 니트라이드를 선택적으로 에칭하기 위한 조성물 및 방법 |
| KR101587758B1 (ko) | 2015-03-05 | 2016-01-21 | 동우 화인켐 주식회사 | 질화 티탄(TiN) 막의 식각액 조성물 및 그를 이용한 금속배선의 형성 방법 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11427759B2 (en) | 2019-10-17 | 2022-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etchant compositions for metal-containing films and methods of manufacturing integrated circuit devices using the etchant compositions |
| KR20210082861A (ko) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | 동우 화인켐 주식회사 | 텅스텐막 및 질화티탄막 식각액 조성물, 이를 이용한 텅스텐막 및 질화티탄막의 식각 방법, 및 이에 따라 제조된 전자 디바이스 |
| US11390805B2 (en) | 2020-02-05 | 2022-07-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etching composition and method for manufacturing semiconductor device using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102700158B1 (ko) | 2024-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101587758B1 (ko) | 질화 티탄(TiN) 막의 식각액 조성물 및 그를 이용한 금속배선의 형성 방법 | |
| KR101608873B1 (ko) | 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법 | |
| KR102700158B1 (ko) | 금속 질화막의 식각액 조성물 | |
| KR102660286B1 (ko) | 구리계 금속막 및 금속 산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
| KR102266618B1 (ko) | 텅스텐막에 대한 질화티타늄막의 식각 선택비를 조절하기 위한 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각방법 | |
| KR102415954B1 (ko) | 질화 티탄(TiN) 막의 식각액 조성물 및 그를 이용한 금속배선의 형성 방법 | |
| KR20130049507A (ko) | 질화 티탄막 식각액 조성물 및 이를 이용한 질화 티탄막의 식각방법 | |
| KR20110123025A (ko) | 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법 | |
| WO2015095175A1 (en) | Ni:nige:ge selective etch formulations and method of using same | |
| KR102088840B1 (ko) | 니켈계 금속막 및 TiN 식각액 조성물 | |
| TW201307972A (zh) | 液晶顯示裝置用陣列基板的製造方法、形成配線的方法、用於多層膜的蝕刻劑組合物及液晶顯示裝置用陣列基板 | |
| US12104108B2 (en) | Etching compositions | |
| KR102131394B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR101939842B1 (ko) | 금속 배선 형성방법 | |
| KR102179756B1 (ko) | 질화 금속막 식각액 조성물 | |
| KR102323941B1 (ko) | 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR102506218B1 (ko) | 질화티타늄 막의 식각액 조성물 | |
| KR101804573B1 (ko) | 식각액 조성물 | |
| KR102700236B1 (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 및 금속 패턴의 형성 방법 | |
| KR102131393B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20140028446A (ko) | 금속 배선 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 배선 형성 방법 | |
| KR102570307B1 (ko) | 식각 조성물 | |
| KR20170047921A (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20080072308A (ko) | 실리콘 산화막에 대한 선택적 에칭액 조성물 | |
| KR102668574B1 (ko) | 식각 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |