KR20180109745A - Etching composion for silicon nitride layer - Google Patents

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KR20180109745A
KR20180109745A KR1020180035221A KR20180035221A KR20180109745A KR 20180109745 A KR20180109745 A KR 20180109745A KR 1020180035221 A KR1020180035221 A KR 1020180035221A KR 20180035221 A KR20180035221 A KR 20180035221A KR 20180109745 A KR20180109745 A KR 20180109745A
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주식회사 이엔에프테크놀로지
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Abstract

The present invention relates to a silicon nitride film etching composition, which can minimize the etching rate to a silicon oxide film, can selectively etch a silicon nitride film, leaves no particles on a substrate, and is stable at a high temperature.

Description

실리콘 질화막 식각 조성물{ETCHING COMPOSION FOR SILICON NITRIDE LAYER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an etching composition for a silicon nitride film,

본 발명은 실리콘 산화막에 대한 식각율을 최소화하고, 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 기판에 파티클이 잔존하지 않으며, 고온에서 안정한 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon nitride film etching composition capable of minimizing an etching rate for a silicon oxide film, selectively etching a silicon nitride film, and preventing particles from remaining on the substrate and being stable at a high temperature.

실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNx)은 반도체 제조공정에서 사용되는 대표적인 절연막으로 사용되며, 각각 단독으로 사용되거나 혹은 1층 이상의 실리콘 산화막 및 1층 이상의 실리콘 질화막이 교대로 적층되어 사용되기도 한다. 또한 상기 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막은 금속 배선과 같은 도전성 패턴을 형성하기 위한 하드마스크(Hard mask)로서도 사용된다.The silicon oxide film (SiO2) and the silicon nitride film (SiNx) are used as typical insulating films used in a semiconductor manufacturing process, and they may be used alone or alternatively, one or more silicon oxide films and one or more silicon nitride films may be alternately stacked. The silicon oxide film and the silicon nitride film are also used as a hard mask for forming a conductive pattern such as a metal wiring.

종래 실리콘 질화막의 습식 식각 공정은 일반적으로 160℃ 내외의 고온에서 인산과 탈이온수의 혼합물을 이용하고 있으나, 고온의 식각 공정에서 인산으로 인한 실리콘 산화막의 식각을 방지하기 위한 목적으로 규소계 첨가제들을 첨가한 식각 조성물이 제안되었다.Conventionally, a wet etching process for a silicon nitride film generally uses a mixture of phosphoric acid and deionized water at a high temperature of about 160 ° C. However, in order to prevent etching of a silicon oxide film due to phosphoric acid in a high temperature etching process, silicon- One etching composition has been proposed.

그러나, 인산과 규산이나 규산염을 포함하는 식각 조성물을 이용하여 질화막을 식각하는 경우 규산이나 규산염은 기판에 영향을 미칠 수 있는 파티클을 유발하여 오히려 반도체 제조공정에 적합하지 못한 문제점이 있다.However, when the nitride film is etched by using an etching composition containing phosphoric acid and silicate or silicate, silicic acid or silicate may cause particles that can affect the substrate, which is not suitable for the semiconductor manufacturing process.

한국공개특허 제2011-0037741호 및 제2011-0037766호에는 인산에 옥심실란 및 알콕시실란 화합물을 넣어서 실리콘 산화막의 식각 속도를 1 Å/min 이하로 제어하였고, 여기에 불소 화합물을 넣어 질화막 식각 속도를 높였다고 개시하고 있다. 그러나, 통상의 실란 화합물은 물과 접촉 시 고분자의 실록산 화합물(Si-O-Si)이 형성되어 웨이퍼 표면에 이물이 붙는 문제가 있고, 실리콘 화합물의 손실로 인한 실리콘 질화막 및 산화막의 식각 속도를 균일하게 유지할 수 없는 문제가 발생한다. In Korean Patent Laid-Open Nos. 2011-0037741 and 2011-0037766, oxime silane and alkoxysilane compound were added to phosphoric acid to control the etching rate of the silicon oxide film to 1 Å / min or less, and a fluorine compound was added thereto to etch the nitride film Respectively. However, when a conventional silane compound is contacted with water, a siloxane compound (Si-O-Si) of a polymer is formed and foreign matter adheres to the surface of the wafer. There is a problem in that the etching rate of the silicon nitride film and the oxide film A problem can not be maintained.

이상 살펴본 바와 같이, 종래 식각 조성물에 포함되는 실리콘 첨가제들의 안정성 문제로 인하여 파티클이 유발하여 반도체 제조공정에 많은 문제들을 야기시키고 있다. As described above, due to the stability problem of the silicon additive included in the conventional etching composition, particles are generated and cause many problems in the semiconductor manufacturing process.

따라서, 첨가제 안정성이 보장되며, 실리콘 산화막에 데미지를 주지 않으면서 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있는 실리콘 질화막에 대한 고선택비 식각액이 요구되고 있는 상황이다.Therefore, there is a need for a high selectivity non-etchant for a silicon nitride film that is stable in additives and capable of selectively etching a silicon nitride film without damaging the silicon oxide film.

한국공개특허 제2011-0037741호Korea Patent Publication No. 2011-0037741 한국공개특허 제2011-0037766호Korea Patent Publication No. 2011-0037766 한국공개특허 제2014-0079267호Korean Patent Publication No. 2014-0079267 한국공개특허 제2017-0001801호Korean Patent Publication No. 2017-0001801

본 발명은 실리콘 산화막의 식각을 최소화하면서 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 반도체 소자 특성에 영향을 미치는 파티클 발생 등의 문제점을 갖지 않는 고선택비의 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a silicon nitride film etching composition having a high selectivity which can selectively etch a silicon nitride film while minimizing etching of the silicon oxide film and does not cause problems such as generation of particles affecting semiconductor device characteristics.

본 발명은 인산; 및 하기 화학식 1로 표시되는 규소계 화합물;을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공한다.The present invention relates to a process for the preparation of And a silicon-based compound represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R11 내지 R13는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 11 to R 13 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl of 2 to 10 carbon atoms;

R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 2 내지 10의 알케닐 또는

Figure pat00002
이고;R 1 to R 3 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, alkenyl of 2 to 10 carbon atoms, or
Figure pat00002
ego;

L1, L, L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 , L, L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

R21 내지 R23는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 21 to R 23 each independently represent hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy having 1 to 10 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;

a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;

c는 0 내지 20의 정수이고;c is an integer from 0 to 20;

a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;

m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, m and n are each independently an integer of 0 to 5,

상기 m이 2 이상의 정수인 경우 L은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, R13은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,When m is an integer of 2 or more, L may be the same or different from each other, and R 13 may be the same or different from each other,

상기 n이 2 이상의 정수인 경우 L'은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.When n is an integer of 2 or more, L 'may be the same as or different from each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 있어서, 상기 규소계 화합물은 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 규소계 화합물로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, the silicon-based compound may be at least one selected from the silicon-based compounds represented by the following general formulas (2) to (4).

[화학식 2](2)

Figure pat00003
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[화학식 3](3)

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 2 내지 4에서,In the above Chemical Formulas 2 to 4,

R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 11 to R 14 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;

R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시 또는

Figure pat00006
이고;R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms or
Figure pat00006
ego;

L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;

c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고;c and d are each independently an integer of 1 to 20;

L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

R21 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 21 to R 23 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbons, cycloalkyl having 3 to 8 carbons, or alkenyl having 2 to 10 carbons;

a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;

n은 0 내지 2의 정수이다.n is an integer of 0 to 2;

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 있어서, 상기 화학식 2 내지 4의 규소계 화합물의 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬이고; R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시 또는 탄소수 1 내지 7의 알콕시이고; L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬렌 또는 탄소수 5 내지 7의 사이클로알킬렌이며; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고; c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, R 11 to R 14 in each of the silicon-based compounds represented by Chemical Formulas 2 to 4 are each independently hydrogen or alkyl having 1 to 7 carbon atoms; R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy or alkoxy of 1 to 7 carbon atoms; L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 7 carbon atoms or cycloalkylene having 5 to 7 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 0 to 5, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1; c and d may each independently be an integer of 1 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 인산 60 내지 95 중량% 및 규소계 화합물 0.01 내지 3 중량%을 포함할 수 있다.The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may include 60 to 95% by weight of phosphoric acid and 0.01 to 3% by weight of silicon-based compounds based on the total weight of the silicon nitride film etching composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 있어서, 실리콘 질화막/산화막 식각 선택비는 200 이상일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, the silicon nitride film / oxide film etching selectivity may be 200 or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 무기산, 유기산 및 암모늄염으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may further include at least one additive selected from inorganic acids, organic acids, and ammonium salts.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 있어서, 상기 무기산은 구체적인 일례로 불화수소산, 염산, 황산, 질산, 과산화수소산, 과염소산 및 붕산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고; 상기 유기산은 구체적인 일례로 포름산, 아세트산, 디아세트산, 이미노디아세트산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 락트산, 아스코빅산, 옥살산, 프로피온산, 부탄산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 말레산, 말론산, 글리콜산, 글루콘산, 글리코산, 글루타르산, 아디프산, D-글루칸산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 2-옥소글루타르산, 트리멜리트산, 엔도탈, 글루탐산, 메틸숙신산 및 시트르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고; 상기 암모늄염은 구체적인 일례로 (NH4)2SO4, (NH4)3PO4, NH4NO3, NH4CH3CO2, NH4HCO3, NH4Cl, NH4F, NH4HF2 및 NH4BF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, the inorganic acid may be at least one selected from the group consisting of hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrogen peroxide acid, perchloric acid and boric acid. Specific examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, diacetic acid, iminodiacetic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, lactic acid, ascorbic acid, oxalic acid, propionic acid, butanoic acid, valeric acid, butylacetic acid, enanthic acid, capric acid, But are not limited to, succinic acid, malic acid, maleic acid, malonic acid, glycolic acid, gluconic acid, glicaric acid, glutaric acid, adipic acid, D-gluconic acid, itaconic acid, citraconic acid, Glutamic acid, methyl succinic acid, and citric acid; Specific examples of the ammonium salt include (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , NH 4 NO 3 , NH 4 CH 3 CO 2 , NH 4 HCO 3 , NH 4 Cl, NH 4 F, NH 4 HF 2 and NH 4 BF 4 .

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 산화방지제 및 부식방지제로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may further include at least one selected from a surfactant, a sequestering agent, an antioxidant, and a corrosion inhibitor.

또한, 본 발명은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 방법 및 상기 식각 방법을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of selectively etching a silicon nitride film to a silicon oxide film using the silicon nitride film etching composition, and a method of manufacturing a semiconductor device including the etching method.

본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 산화막의 식각을 억제하고, 실리콘 질화막을 높은 선택성으로 식각할 수 있고, 실리콘 산화막의 데미지를 최소화하고, 파티클 발생을 효과적으로 방지하여, 식각 공정에서 원치 않는 손상을 방지할 수 있기 때문에 제조된 소자 특성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다. The silicon nitride film etching composition of the present invention can suppress the etching of the silicon oxide film, can etch the silicon nitride film with high selectivity, minimize the damage of the silicon oxide film, effectively prevent the generation of particles and prevent unwanted damage in the etching process It is possible to prevent the problem of deterioration of device characteristics produced.

또한 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 말단 질소 원자에 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide, EO) 반복 단위가 적어도 하나 결합되고, 상기 에틸렌 옥사이드 반복단위의 말단 산소 원자에 수소가 결합되거나, 알킬, 사이클로알킬 또는 알케닐과 같은 탄화수소 기가 결합된 구조의 안정적인 규소계 화합물을 포함하고 있으므로, 식각 공정에서 상기 규소계 화합물의 안정성으로 인하여 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하지 못하도록 하면서, 상기 규소계 화합물의 부반응을 막아 파티클의 발생 없이 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 질화막 식각 시 산화막의 막질 손상이나 산화막의 식각으로 인한 전기적 특성 저하 및 파티클 발생을 방지하면서 질화막을 선택적으로 식각함으로써, 소자 특성을 향상시킬 수 있다.In the silicon nitride film etching composition of the present invention, at least one repeating unit of ethylene oxide (EO) is bonded to the terminal nitrogen atom, hydrogen is bonded to the terminal oxygen atom of the repeating unit of ethylene oxide, or alkyl, The silicon oxide film is prevented from being etched by phosphoric acid heated to a high temperature due to the stability of the silicon-based compound in the etching process, and the side reaction of the silicon-based compound So that the silicon nitride film can be selectively etched without generating any particles. Therefore, the silicon nitride film etching composition according to the present invention can improve the device characteristics by selectively etching the nitride film while preventing the oxide film from damaging the oxide film, deteriorating the electrical characteristics due to etching of the oxide film, and generating particles during the nitride film etching.

또한, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 보관 안정성이 우수하고, 반복적인 식각 공정 후에도 실리콘 질화막에 대한 안정적인 식각속도 및 높은 식각 선택성을 유지할 수 있다.In addition, the silicon nitride film etching composition of the present invention is excellent in storage stability and can maintain a stable etching rate and a high etching selectivity for a silicon nitride film even after a repeated etching process.

이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이 때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the following description, And a description of the known function and configuration will be omitted.

본 명세서 내 용어, “식각 선택비(ESiNx / ESiO2)”는 실리콘 산화막의 식각 속도(ESiO2) 대비 실리콘 질화막의 식각 속도(ESiNx)의 비를 의미한다. 또한, 실리콘 산화막의 식각 속도가 거의 0에 가까워지거나 식각 선택비의 수치가 큰 경우, 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있음을 의미한다.In this specification, the term "etching selectivity ratio (E SiNx / E SiO2 )" means the ratio of the etching rate (E SiO2 ) of the silicon oxide film to the etching rate (E SiNx ) of the silicon nitride film. Further, when the etching rate of the silicon oxide film is close to zero or when the etching selectivity ratio is large, it means that the silicon nitride film can be selectively etched.

본 명세서 내 용어, “식각 선택비의 변화”은 동일한 식각 조성물을 이용하여 2회 이상 식각 공정을 반복 수행하는 경우, 초기 식각 선택비 대비 식각 선택비의 차이에 대한 절대값을 의미한다.The term " change in etch selectivity ratio " in this specification refers to the absolute value of the difference between the initial etch selectivity versus etch selectivity ratios when the etch process is repeated two or more times using the same etch composition.

본 명세서 내 용어, “식각 속도 감소율(Etch rate drift, △ERD)”는 동일한 식각 조성물을 이용하여 2회 이상 식각 공정을 반복 수행하는 경우, 초기 식각 속도 대비 식각 속도의 변화율을 의미한다. 구체적으로, 식각 속도 감소율 △ERD는 △ERD(%) = [1 - {(n 회 이상 사용 시 식각속도) / (1 회 사용 시 식각속도)}]×100 로 계산되며, n은 2 이상의 자연수이다. 일반적으로 식각 공정을 반복 수행함에 따라 식각능, 즉 식각 속도가 감소되는 경향을 보임에 따라 감소율이라 정의하며, 변화율 역시 동일한 의미로 해석됨은 물론이다.The term " Etch rate drift (DELTA ERD) " in the present specification means the rate of change of the etching rate with respect to the initial etching rate when the etching process is repeated twice or more using the same etching composition. Specifically, the etching rate decrease rate ERD is calculated as DELTA ERD (%) = [1 - {(etching rate in use more than n times) / (etching rate in use once)}] to be. In general, the etching rate is defined as the decreasing rate as the etching rate, that is, the etching rate, tends to decrease as the etching process is repeatedly performed, and the rate of change is interpreted in the same sense.

본 명세서 내 용어 “할로겐”은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자를 의미한다. The term " halogen " as used herein means a fluorine, chlorine, bromine or iodine atom.

본 명세서 내 용어 “알킬”은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 1가 기를 의미하는 것으로, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 노닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.As used herein, the term " alkyl " refers to a straight or branched saturated hydrocarbon monovalent group consisting solely of carbon and hydrogen atoms, specifically methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, Octyl, nonyl, and the like.

본 명세서 내 용어 “알콕시”는 산소와 알킬이 결합된 1가 기를 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알콕시의 예로는 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, t-부톡시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.The term " alkoxy " as used herein means a monovalent group in which oxygen and alkyl are bonded, wherein 'alkyl' is as defined above. Examples of such alkoxy include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, t-butoxy and the like.

본 명세서 내 용어 “알케닐”은 두 개 이상의 탄소 원자들 사이에 하나 이상의 이중 결합을 포함하는 직쇄 또는 분쇄의 불포화 탄화수소 1가 기를 의미하는 것으로, 구체적으로 에테닐, 프로펜일, 프로프-1-엔-2일, 1-부테닐, 2-부테닐, 이소부틸레닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 2-메틸-2-부테닐, 2,3-디메틸-2-부테닐 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.As used herein, the term " alkenyl " refers to a straight or branched unsaturated hydrocarbon monovalent group comprising at least one double bond between two or more carbon atoms, and specifically includes ethenyl, propenyl, prop- 2-butenyl, 2-butenyl, 2-butenyl, 2-pentenyl, -Dimethyl-2-butenyl, and the like.

본 명세서 내 용어 “사이클로알킬”은 하나 이상의 고리로 구성된 포화 카보사이클릭 1가 기를 의미하는 것으로, 구체적으로 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.The term " cycloalkyl " as used herein refers to a saturated carbocyclic monovalent group consisting of one or more rings, including but not limited to cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and the like Do not.

본 명세서 내 용어 “알킬렌”은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 2가 기를 의미하는 것으로, 구체적으로 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, t-부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 옥틸렌, 노닐렌 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. The term " alkylene " as used herein means a straight or branched saturated hydrocarbon divalent group consisting of only carbon and hydrogen atoms, specifically methylene, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, isobutylene, Pentylene, hexylene, octylene, nonylene, and the like.

본 명세서 내 용어 “사이클로알킬렌”은 하나 이상의 고리로 구성된 포화 카보사이클릭 2가 기를 의미하는 것으로, 구체적으로 사이클로프로필렌, 사이클로부틸렌, 사이클로펜틸렌, 사이클로헥실렌, 사이클로헵틸렌 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.The term " cycloalkylene " as used herein refers to a saturated carbocyclic divalent group consisting of one or more rings and specifically includes cyclopropylene, cyclobutylene, cyclopentylene, cyclohexylene, cycloheptylene and the like , But is not limited thereto.

본 발명은 인산; 및 하기 화학식 1로 표시되는 규소계 화합물;을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것으로, 상기 규소계 화합물은 실리콘 산화물의 식각을 억제할 수 있는 성분이다.The present invention relates to a process for the preparation of And a silicon-based compound represented by the following formula (1), wherein the silicon-based compound is a component capable of inhibiting etching of silicon oxide.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R11 내지 R13는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 11 to R 13 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl of 2 to 10 carbon atoms;

R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 2 내지 10의 알케닐 또는

Figure pat00008
이고;R 1 to R 3 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, alkenyl of 2 to 10 carbon atoms, or
Figure pat00008
ego;

L1, L, L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 , L, L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

R21 내지 R23는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 21 to R 23 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy having 1 to 10 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;

a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;

c는 0 내지 20의 정수이고;c is an integer from 0 to 20;

a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;

m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, m and n are each independently an integer of 0 to 5,

상기 m이 2 이상의 정수인 경우 L은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, R13은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,When m is an integer of 2 or more, L may be the same or different from each other, and R 13 may be the same or different from each other,

상기 n이 2 이상의 정수인 경우 L'은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.When n is an integer of 2 or more, L 'may be the same as or different from each other.

상기 화학식 1의 규소계 화합물은 말단 질소 원자에 에틸렌옥사이드 반복단위가 적어도 하나 결합된 구조 및 상기 에틸렌 옥사이드 반복단위의 말단 산소 원자에 수소가 결합되거나, 알킬, 사이클로알킬 또는 알케닐과 같은 탄화수소 기가 결합된 구조를 특징으로 한다. 상기 화학식 1의 규소계 화합물은 분자 내 질소 원자에 결합된 에틸렌 옥사이드 반복단위로 인하여 물과의 수소결합을 증가하여 물에 대한 용해도가 우수하고, 상기 에틸렌 옥사이드 반복단위의 말단 산소 원자에 결합된 탄화수소 기로 인하여 고온 식각 공정시 규소계 화합물의 부반응이 방지된다. 이러한 규소계 화합물의 안정성으로 인하여 식각 공정시 고온으로 가열된 인산이 실리콘 산화막을 식각하는 것을 억제함과 동시에 부반응의 발생을 막아 파티클 발생을 방지함으로서 기판의 불량 없이 실리콘 질화막이 선택적으로 식각될 수 있게 한다.The silicon-based compound of formula (1) has a structure in which at least one ethylene oxide repeating unit is bonded to a terminal nitrogen atom and a structure in which a terminal oxygen atom of the ethylene oxide repeating unit is bonded with hydrogen or a hydrocarbon group such as alkyl, cycloalkyl or alkenyl is bonded Lt; / RTI > The silicon-based compound of Chemical Formula 1 has a high solubility in water due to the increase of hydrogen bonding with water due to the repeating unit of ethylene oxide bonded to the nitrogen atom in the molecule, and the hydrocarbon which is bonded to the terminal oxygen atom of the ethylene oxide repeating unit The side reaction of the silicon-based compound is prevented during the high-temperature etching process. Due to the stability of such a silicon-based compound, the phosphoric acid heated at a high temperature during the etching process can be prevented from etching the silicon oxide film, and the generation of side reactions can be prevented to prevent the generation of particles, so that the silicon nitride film can be selectively etched do.

본 발명의 일 실시예에 따른 규소계 화합물은 실리콘 산화막의 식각 방지 측면에서 바람직하게는 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 규소계 화합물 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The silicon-based compound according to an embodiment of the present invention may preferably be at least one selected from the silicon-based compounds represented by the general formulas (2) to (4) in view of preventing the silicon oxide film from being etched.

[화학식 2](2)

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 3](3)

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 2 내지 4에서,In the above Chemical Formulas 2 to 4,

R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 11 to R 14 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;

R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시 또는

Figure pat00012
이고;R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms or
Figure pat00012
ego;

L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;

c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고;c and d are each independently an integer of 1 to 20;

L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;

R21 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;R 21 to R 23 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbons, cycloalkyl having 3 to 8 carbons, or alkenyl having 2 to 10 carbons;

a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;

n은 0 내지 2의 정수이다.n is an integer of 0 to 2;

본 발명의 일 실시예에 따른 규소계 화합물은 더욱 바람직하게는 상기 화학식 2 내지 4에서 상기 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬이고; R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시 또는 탄소수 1 내지 7의 알콕시이고; L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬렌 또는 탄소수 5 내지 7의 사이클로알킬렌이며; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고; c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수인 규소계 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The silicon-based compound according to an embodiment of the present invention is more preferably each of R 11 to R 14 in the general formulas 2 to 4 is independently hydrogen or alkyl having 1 to 7 carbon atoms; R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy or alkoxy of 1 to 7 carbon atoms; L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 7 carbon atoms or cycloalkylene having 5 to 7 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 0 to 5, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1; c and d are each independently at least one selected from silicon-based compounds having an integer of 1 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 규소계 화합물은 상기 화학식 2 내지 4에서 상기 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고; R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고; L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 알킬렌 또는 탄소수 5 내지 6의 사이클로알킬렌이며; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고; c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수인 규소계 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.In the silicon-based compound according to one embodiment of the present invention, R 11 to R 14 in the general formulas 2 to 4 are each independently hydrogen or alkyl having 1 to 4 carbon atoms; R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy or alkoxy of 1 to 4 carbon atoms; L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 2 to 5 carbon atoms or cycloalkylene having 5 to 6 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 0 to 5, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1; c and d are each independently at least one selected from silicon-based compounds having an integer of 1 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 규소계 화합물은 더욱 더 바람직하게는 상기 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이고; R1 내지 R3는 각각 독립적으로 클로로, 히드록시, 메톡시, 에톡시 또는 부톡시이고; L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 사이클로펜틸렌 또는 사이클로헥실렌이며; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고; c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수인 규소계 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The silicon-based compound according to an embodiment of the present invention is even more preferably each of R 11 to R 14 is independently hydrogen, methyl, ethyl, propyl or butyl; R 1 to R 3 are each independently chloro, hydroxy, methoxy, ethoxy or butoxy; L 1 , L 2 and L 3 are each independently ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, cyclopentylene or cyclohexylene; a and b are each independently an integer of 0 to 5, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1; c and d are each independently at least one selected from silicon-based compounds having an integer of 1 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 규소계 화합물은 구체적으로 하기 구조로부터 선택되는 적어도 하나의 규소계 화합물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The silicon-based compound according to one embodiment of the present invention may be at least one silicon-based compound selected from the following structures, but is not limited thereto.

Figure pat00013
Figure pat00013

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 포함되는 인산은 조성물 내에 수소 이온을 제공하며, 고온의 공정 조건을 유지할 수 있게 하여 실리콘 질화막을 식각하는 역할을 한다.The phosphoric acid included in the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention provides hydrogen ions in the composition and is capable of maintaining high-temperature process conditions to etch the silicon nitride film.

본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 물을 잔량 포함할 수 있으며, 상기 물은 특별히 한정되는 것은 아니며, 탈이온수인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 반도체 공정용 탈이온수로서 비저항값이 18㏁ㆍcm 이상인 것이 좋다.The silicon nitride film etching composition of the present invention may contain a remaining amount of water. The water is not particularly limited, and it is preferably deionized water, more preferably, deionized water for semiconductor processing has a resistivity value of 18 M? It is good.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 구성하는 인산, 규소계 화합물 및 물의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 인산 60 내지 95 중량%, 규소계 화합물 0.01 내지 3 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 반도체 식각 공정시 고온안정성을 유지하면서도 높은 실리콘 산화막/질화막 선택비 및 향상된 실리콘 질화막 식각 속도를 구현할 수 있으며 파티클의 형성을 효과적으로 억제할 수 있다.The content of phosphoric acid, silicon compound and water constituting the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably 60 to 95% by weight of phosphoric acid, 0.01 to 100% by weight of silicon compound To 3% by weight and a balance of water. Within this range, it is possible to realize a high silicon oxide / nitride selective ratio and an improved silicon nitride etch rate while maintaining high temperature stability in a semiconductor etching process, and effectively inhibit the formation of particles.

본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물에서 상기 인산의 함량이 60 중량% 미만인 경우 실리콘 질화막 식각 속도가 저하되어 질화막이 용이하게 제거되지 않을 수 있고, 상기 인산의 함량이 95 중량%를 초과하는 경우 실리콘 산화막 식각 속도가 증가하여 실리콘 질화막/산화막 선택비가 감소될 수 있다. When the content of the phosphoric acid in the etching composition of the present invention is less than 60 wt%, the etching rate of the silicon nitride film may be lowered and the nitride film may not be easily removed. If the content of the phosphoric acid exceeds 95 wt% The silicon nitride film / oxide film selection ratio can be reduced by increasing the speed.

보다 좋게는, 본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 인산 70 내지 90 중량%, 규소계 화합물 0.05 내지 1 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 고온의 식각 공정에서의 안정성이 유지되며 실리콘 산화막 식각 속도를 효과적으로 감소시켜 실리콘 질화막/산화막 선택비를 효과적으로 개선할 수 있고 파티클의 발생을 방지할 수 있다. 더불어 반복적인 식각 공정을 수행함에도 불구하고 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막에 대한 식각 속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.More preferably, the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may include 70 to 90% by weight of phosphoric acid, 0.05 to 1% by weight of silicon-based compounds, and a residual amount of water based on the total weight of the silicon nitride film etching composition. In such a range, the stability in a high-temperature etching process is maintained and the etching rate of the silicon oxide film is effectively reduced to effectively improve the silicon nitride film / oxide film selection ratio and to prevent the generation of particles. In addition, the etching rate for the silicon oxide film and the silicon nitride film can be maintained constant despite the repetitive etching process.

특히 바람직하게, 본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 인산 75 내지 85 중량%, 규소계 화합물 0.05 내지 0.5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다. 이와 같은 범위에서 140 ℃ 이상의 고온의 식각 공정에서의 안정성이 유지되어 파티클의 발생을 완벽하게 억제하며 실리콘 산화막 식각 속도를 현저하게 감소시켜 매우 높은 실리콘 질화막/산화막 선택비를 구현할 수 있고, 반복적인 식각 공정 후에도 실리콘 질화막에 대한 안정적인 식각속도 및 높은 식각 선택성을 유지할 수 있다.Particularly preferably, the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may contain 75 to 85% by weight of phosphoric acid, 0.05 to 0.5% by weight of silicon compound, and water in a residual amount based on the total weight of the silicon nitride film etching composition. In such a range, the stability in the etching process at a high temperature of 140 ° C or more is maintained, the generation of particles is completely suppressed and the etching rate of the silicon oxide film is remarkably reduced to realize a very high silicon nitride / oxide selective ratio, It is possible to maintain a stable etch rate and high etch selectivity to the silicon nitride film even after the process.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 pH 조절을 위하여 필요에 따라 무기산, 유기산 및 암모늄염으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 당업계에 알려져 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 더 포함될 수 있다.In addition, the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may further include at least one additive selected from inorganic acids, organic acids, and ammonium salts, if necessary, for controlling the pH. . The content of the additive is not particularly limited, but may be 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the silicon nitride film etching composition.

구체적인 일례로 상기 무기산은 불화수소산, 염산, 황산, 질산, 과산화수소산, 과염소산 및 붕산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고; 상기 유기산은 포름산, 아세트산, 디아세트산, 이미노디아세트산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 락트산, 아스코빅산, 옥살산, 프로피온산, 부탄산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 말레산, 말론산, 글리콜산, 글루콘산, 글리코산, 글루타르산, 아디프산, D-글루칸산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 2-옥소글루타르산, 트리멜리트산, 엔도탈, 글루탐산, 메틸숙신산 및 시트르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고; 상기 암모늄염은 (NH4)2SO4, (NH4)3PO4, NH4NO3, NH4CH3CO2, NH4HCO3, NH4Cl, NH4F, NH4HF2 및 NH4BF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.As a specific example, the inorganic acid may be at least one selected from the group consisting of hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrogen peroxide acid, perchloric acid and boric acid; The organic acid may be selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, diacetic acid, iminodiacetic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, lactic acid, ascorbic acid, oxalic acid, propionic acid, butanoic acid, valeric acid, butyl acetic acid, enanthic acid, capric acid, Maleic acid, malonic acid, glycolic acid, gluconic acid, glycolic acid, glutaric acid, adipic acid, D-gluconic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, 2- oxoglutaric acid, trimellitic acid, Glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, glutaric acid, Wherein the ammonium salt is selected from the group consisting of (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , NH 4 NO 3 , NH 4 CH 3 CO 2 , NH 4 HCO 3 , NH 4 Cl, NH 4 F, NH 4 HF 2, 4 BF < 4 >.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 임의의 첨가제로는 계면활성제, 산화방지제, 부식방지제 등을 사용할 수 있다.In addition, the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may further include optional additives conventionally used in the art to improve the etching performance. Examples of the optional additives include surfactants, antioxidants, A corrosion inhibitor or the like may be used.

상기 계면활성제는 식각된 잔사를 제거하기 위하여 사용되는 것으로, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물에 용해되는 것이면 제한없이 사용할 수 있으며, 일예로 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제를 모두 사용할 수 있다. 상기 양이온성 계면활성제로는 C8H17NH2 등의 아민류를 들 수 있고, 상기 음이온성 계면활성제로는 C8H17COOH 등의 탄화수소계 카르복시산, C8H17SO3H 등의 탄화수소계 술폰산, H(CF2)6COOH 등의 불소계 카르복실산을 들 수 있고, 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등의 에테르류를 들 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 0.0005 내지 5중량%로 더 포함될 수 있다.The surfactant is used to remove the etched residue. Any surfactant that can be dissolved in the silicon nitride film etching composition of the present invention can be used without limitation. For example, an anionic surfactant, a cationic surfactant, or a nonionic surfactant Can be used. Examples of the cationic surfactant include amines such as C 8 H 17 NH 2. Examples of the anionic surfactant include hydrocarbon-based carboxylic acids such as C 8 H 17 COOH, hydrocarbon-based ones such as C 8 H 17 SO 3 H Sulfonic acid, and H (CF 2 ) 6 COOH. Nonionic surfactants include ethers such as polyoxyalkylene alkyl ethers. The surfactant may further comprise 0.0005 to 5% by weight based on the total weight of the silicon nitride film etching composition.

상기 산화방지제 및 부식방지제는 식각 공정시 반도체 소자 재료로 사용되는 금속 또는 금속화합물의 부식을 방지하고자 사용되는 것으로, 상기 산화방지제 및 부식방지제로는 업계에서 사용되는 것이면 제한없이 사용 가능하고, 일례로 아졸류 화합물, 아민류 화합물, 산류 화합물 및 다가 알코올류 화합물로 이루어진 화합물로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.The antioxidant and the corrosion inhibitor are used to prevent corrosion of a metal or a metal compound used as a semiconductor device material in an etching process. The antioxidant and the corrosion inhibitor can be used without limitation as long as they are used in the industry. For example, An azole compound, an amine compound, an acid compound, and a polyhydric alcohol compound may be used.

상기 아졸류 화합물로서는 5-아미노테트라졸, 5-메틸-1H-테트라졸, 1H-테트라졸-5-아세트산, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 1-(3-아미노프로필)-이미다졸, 히스티딘, 4-메틸이미다졸, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 피라졸, 피리딘, 피리미딘, 피롤, 피롤리돈, 피롤린, 벤조트리아졸, 벤조트리아졸-5-카르복실산, 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 인돌, 퓨린, 2-아미노벤즈이미다졸, 아데닌, 구아닌, 톨루트리아졸, 4-메틸-1H-벤조트리아졸, 1H-벤조트리아졸-1-메탄올 등을 예시할 수 있다. 상기 아민류 화합물로서는 p-페닐렌디아민, 폴리아닐린, 아닐린, N-페닐-p-페닐렌디아민, 티라민, 트리아민 히드로클로라이드, 헥사메틸렌테트라민, 우레아, 디부틸아민, 피페라진, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 2-메틸피페라진, 트리에틸아민, 2-디메틸아미노에탄올 등을 예시할 수 있다. 상기 산류 화합물로서는 글리신, 니코틴산, 소듐 글루코네이트, 발린, 글루탐산, 아스파르트산, 아스코르브산, 니트로벤젠, 피크르산 등을 예시할 수 있다. 상기 다가 알코올류 화합물로서는 D-소르비톨 등을 예시할 수 있다. 상기 산화방지제 및 부식방지제는 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 더 포함될 수 있다. Examples of the azole compounds include 5-aminotetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole, 1H-tetrazole-5-acetic acid, imidazole, 2-methylimidazole, 1- , Histidine, 4-methylimidazole, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, pyrazole, pyridine, pyrimidine, pyrrole, pyrrolidone, pyrroline, benzotriazole, benzo 5-methyl-1H-benzotriazole, indole, purine, 2-aminobenzimidazole, adenine, guanine, tolutorazole, 4-methyl-1H-benzotriazole, 1H -Benzotriazole-1-methanol, and the like. Examples of the amine compound include p-phenylenediamine, polyaniline, aniline, N-phenyl-p-phenylenediamine, Hydroxyethyl) piperazine, 2-methylpiperazine, triethylamine, 2-dimethylaminoethanol and the like. Examples of the acid compounds include glycine, nicotinic acid, sodium gluconate, valine, glutamic acid, aspartic acid, ascorbic acid, nitrobenzene, and picric acid. As the polyhydric alcohol compound, D-sorbitol and the like can be mentioned. The antioxidant and the corrosion inhibitor may further include 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the silicon nitride film etching composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 반도체 웨이퍼에서 식각을 수행하는 경우, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물의 실리콘 질화막의 식각 속도는 50 내지 80 Å/min이며, 실리콘 산화막의 식각 속도는 0 내지 0.4 Å/min일 수 있고, 실리콘 질화막/산화막 식각 선택비(ESiNx / ESiO2)는 200 이상, 바람직하게는 ∞ 일 수 있다. 특히, 실리콘 산화막에 대한 식각율이 거의 0에 가까우면서 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 경우 실리콘 질화막/산화막 선택비는 ∞ 일 수 있다. When etching is performed on a semiconductor wafer using the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, the etching rate of the silicon nitride film of the silicon nitride film etching composition is 50 to 80 Å / min, and the etching rate of the silicon oxide film is 0 to 0.4 A / min, and the silicon nitride film / oxide film etch selectivity (E SiNx / E SiO2 ) may be 200 or more, preferably ∞. In particular, when the etching rate of the silicon oxide film is close to zero and the silicon nitride film is selectively etched, the silicon nitride film / oxide film selection ratio may be infinite.

본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재하는 경우, 실리콘 산화막에 대하여 식각 영향을 거의 끼치지 않으면서 실리콘 질화막을 선택적으로 빠르게 식각하므로, 반도체 공정에서 높은 실리콘 질화막/산화막 선택비를 구현할 수 있다. When the silicon nitride film and the silicon oxide film are mixed, the silicon nitride film etching method of the present invention selectively etches the silicon nitride film without causing an etching effect on the silicon oxide film, so that the silicon nitride film / Can be implemented.

또한, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 규소계 화합물로 인해 고온 안정성을 구현하여 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하는 것을 억제함으로서 부반응을 방지하여 이물질이 발생하지 않아 기판 불량을 막을 수 있고, 실리콘 질화막 식각 속도가 유지될 수 있으며, 우수한 반도체 소자 특성을 구현할 수 있다.In addition, the silicon nitride film etching composition of the present invention realizes high-temperature stability due to the silicon-based compound, inhibits etching of the silicon oxide film by phosphoric acid heated at a high temperature, thereby preventing side reaction, The etching rate of the silicon nitride film can be maintained, and excellent semiconductor device characteristics can be realized.

본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물은 파티클 생성을 효과적으로 억제함은 물론 고온의 반도체 식각 공정 중에도 우수한 안정성으로 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있고, 반복적인 식각 공정 후에도 실리콘 질화막에 대한 안정적인 식각속도 및 식각 선택성을 부여할 수 있다.The silicon nitride film etching composition of the present invention can effectively etch the silicon nitride film with excellent stability even during the high temperature semiconductor etching process as well as effectively suppress the generation of particles and can provide stable etching rate and etching selectivity to the silicon nitride film even after the repeated etching process Can be given.

본 발명은 상기 식각 조성물을 이용하여 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 방법을 제공한다. 이때, 상기 식각하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 수행될 수 있다.The present invention provides a method of selectively etching a silicon nitride film to a silicon oxide film using the etching composition. At this time, the etching may be performed according to a method commonly used in the art.

본 발명의 일 실시예에 따른 식각하는 방법에 따르면, 상기 실리콘 질화막을 상기 실리콘 산화막에 비해 보다 빠르게 식각하여, 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있고, 식각 공정 중에 파티클을 형성하지 않아 보다 안정적으로 실리콘 질화막을 식각할 수 있다. 또한 실리콘 산화막이 불필요하게 제거되거나 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to the method of etching according to an embodiment of the present invention, the silicon nitride film can be etched faster than the silicon oxide film, the silicon nitride film can be selectively etched, particles are not formed during the etching process, The nitride film can be etched. In addition, it is possible to effectively prevent the silicon oxide film from being unnecessarily removed or damaged.

본 발명에서 실리콘 질화막이라 함은 SiN, SiON, doped SiN 막 등을 포함하는 개념으로서 게이트 전극 등의 형성 시 절연막으로 많이 사용되는 막질을 의미한다.In the present invention, the term silicon nitride film refers to a film quality which is widely used as an insulating film when forming a gate electrode or the like, including SiN, SiON, doped SiN film and the like.

또한, 상기 실리콘 산화막은 당업계에서 통상적으로 사용되는 실리콘 산화막이라면 제한되지 않으나, 일예로 SOD(Spin On Dielectric)막, HDP(High Density Plasma)막, 열산화막 (thermal oxide), BPSG(Borophosphate Silicate Glass)막, PSG(Phospho Silicate Glass)막, BSG(Boro Silicate Glass)막, PSZ(Polysilazane)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, LPTEOS(Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate)막, HTO(High Temperature Oxide)막, MTO(Medium Temperature Oxide)막, USG(Undopped Silicate Glass)막, SOG(Spin On Glass)막, APL(Advanced Planarization Layer)막, ALD(Atomic Layer Deposition)막, PE-산화막(Plasma Enhanced oxide), O3-TEOS(O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate)막 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 막일 수 있다.The silicon oxide film is not limited as long as it is a silicon oxide film commonly used in the art. For example, a silicon oxide film may be formed using a spin on dielectric (SOD) film, a high density plasma (HDP) film, a thermal oxide, a borophosphate silicate glass ), A PSG (Phospho Silicate Glass) film, a BSG (Borosilicate Glass) film, a PSZ (Polysilazane) film, a FSG (Fluorinated Silicate Glass) film, a LPTEOS (Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate) (APD) film, an ALD (Atomic Layer Deposition) film, an AlGaN layer, an AlGaN layer, an AlGaN layer, ) Film, a PE-oxide film (Plasma Enhanced oxide), an O3-TEOS (O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate) film, and a combination thereof.

이때, 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 목적에 따라 다양한 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 각각 독립적으로 100 내지 3,000Å의 두께로 형성될 수 있나 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the silicon oxide film or the silicon nitride film may be formed to have various thicknesses depending on the purpose. For example, the silicon oxide film or the silicon nitride film may be independently formed to a thickness of 100 to 3,000 angstroms, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 질화막을 선택적으로 식각하는 공정은 당업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 일예로 침지시키는 방법, 분사(spray)하는 방법 등을 들 수 있다. 식각 공정시 공정 온도는 100 ℃ 이상, 바람직하게는 100 내지 500℃의 범위, 보다 바람직하게는 100 내지 300℃의 범위일 수 있으며, 적정 온도는 다른 공정과 기타 요인을 고려하여 필요에 따라 변경될 수 있다.Further, the step of selectively etching the nitride film using the silicon nitride film etching composition of the present invention can be performed according to a well-known method in the art, and examples thereof include a method of soaking and a method of spraying. The process temperature in the etching process may be in the range of 100 ° C or higher, preferably 100 to 500 ° C, more preferably 100 to 300 ° C, and the appropriate temperature may be changed as necessary in consideration of other processes and other factors .

또한, 본 발명은 상기 인산; 및 상기 화학식 1로 표시되는 규소계 화합물 중 적어도 하나;를 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 수행되는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to the above phosphoric acid; And at least one of the silicon-based compounds represented by the formula (1). The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device including the step of etching using the silicon nitride film etching composition.

상기 반도체 소자의 종류는 본 발명에서 특별히 한정되지 않는다.The kind of the semiconductor element is not particularly limited in the present invention.

상기 식각 공정은 파티클 문제를 유발하지 않고, 실리콘 산화막에 대하여 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 것을 특징으로 한다.The etching process is characterized in that the silicon nitride film is selectively etched with respect to the silicon oxide film without causing a particle problem.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법에 따르면, 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 교대로 적층되거나 혼재되어 있는 경우 실리콘 질화막에 대한 선택적 식각이 가능하며, 실리콘 산화막의 손상을 효과적으로 억제함으로써, 식각에 의한 실리콘 산화막의 데미지를 최소화한다. 또한, 종래 식각 공정에서 문제가 되었던 파티클 발생을 완벽히 방지하여 공정의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.According to the method for fabricating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, when the silicon nitride film and the silicon oxide film are alternately stacked or mixed, the silicon nitride film can be selectively etched and the damage of the silicon oxide film is effectively suppressed, Thereby minimizing the damage of the silicon oxide film by the silicon oxide film. In addition, it is possible to completely prevent the generation of particles, which have been a problem in the conventional etching process, and to secure the stability and reliability of the process.

따라서, 본 발명에 따른 식각하는 방법은 실리콘 질화막을 실리콘 산화막 대비 선택적으로 제거 가능하고 파티클 발생을 효과적으로 방지할 뿐만 아니라, 식각 공정의 수회 반복에도 불구하고 식각 속도 및 식각 선택비를 일정하게 유지함과 동시에 파티클 발생을 완벽하게 방지할 수 있어, 실리콘 산화막에 대하여 실리콘 질화막의 선택적 식각이 필요한 여러 공정에 효율적으로 적용될 수 있다.Therefore, the etching method according to the present invention is capable of selectively removing the silicon nitride film compared to the silicon oxide film, effectively preventing the generation of particles, and maintaining the etch rate and etch selectivity constant despite several repetitions of the etching process The generation of particles can be completely prevented and the method can be efficiently applied to various processes requiring selective etching of the silicon nitride film with respect to the silicon oxide film.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

[제조예 1] 규소계 화합물 Si-1 [화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=1, b=0, R11=R12=수소에 해당]의 제조[Production Example 1] Silicon-based compound Si-1 [R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = 1,3-propylene, a = 1, b = 0, R 11 = R 12 = Manufacture of hydrogen]

Figure pat00014
Figure pat00014

냉각관 및 교반기를 구비한 플라스크에, 트라이에톡시실란 (100 중량부)를 투입하고 2-(알릴아미노)에탄올 (2-(allylamino)ethanol)를 트라이에톡시 실란과 1 : 1의 몰비로 투입하고, 용매로서 에틸아세테이트 (500 중량부)를 투입하였다. 상기 반응 혼합물을 50℃로 가열한 다음, 칼스테트 촉매 (Karstedt’s catalyst) (0.004 중량부)를 투입하고 80℃에서 3시간동안 수소규소화반응(hydrosilylation)시켜 화합물 Si-1을 수득하였다.(100 parts by weight) was added to a flask equipped with a thermometer, a cooling tube and a stirrer, and 2- (allylamino) ethanol was added in a molar ratio of 1: 1 with triethoxysilane , And ethyl acetate (500 parts by weight) was added as a solvent. The reaction mixture was heated to 50 占 폚 and then Karstedt's catalyst (0.004 parts by weight) was added thereto and hydrogen silylation was carried out at 80 占 폚 for 3 hours to obtain a compound Si-1.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ 0.67(t, 2H), 1.26(t, 9H), 1.57(m, 2H), 2.2(Br, 2H), 2.55(m, 2H), 2.74(m, 2H), 3.68(m, 2H), 3.84(m, 6H) 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3): δ 0.67 (t, 2H), 1.26 (t, 9H), 1.57 (m, 2H), 2.2 (Br, 2H), 2.55 (m, 2H), 2.74 ( m, 2H), 3.68 (m, 2H), 3.84 (m, 6H)

[제조예 2 내지 9] 규소계 화합물 Si-2 내지 Si-9의 제조[Production Examples 2 to 9] Preparation of silicon-containing compounds Si-2 to Si-9

상기 제조예 1과 유사한 방법으로 규소계 화합물 Si-2 내지 Si-9를 제조하였으며, 제조된 규소계 화합물 Si-2 내지 Si-9의 구조는 다음과 같다.Silicon-based compounds Si-2 to Si-9 were prepared in the same manner as in Preparation Example 1. The structures of the silicon-based compounds Si-2 to Si-9 were as follows.

규소계 화합물 Si-2 : (EtO)3Si-CH2CH2CH2-N[CH2CH2OH]2 [화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소에 해당]Silicon compound Si-2: in (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N [CH 2 CH 2 OH] 2 [R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy in formula (2), L 1 = 1, Propylene, a = b = 1, R 11 = R 12 = corresponding to hydrogen]

규소계 화합물 Si-3 : (HO)3Si-CH2CH2CH2-N[CH2CH2OH]2 [화학식 2에서 R1=R2=R3=히드록시, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소에 해당]Si-3: (HO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N [CH 2 CH 2 OH] 2 wherein R 1 = R 2 = R 3 = hydroxy, L 1 = Propylene, a = b = 1, R 11 = R 12 = corresponding to hydrogen]

규소계 화합물 Si-4 : (Cl)3Si-CH2CH2CH2-N[CH2CH2OH]2 [화학식 2에서 R1=R2=R3=클로로, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소에 해당]Silicon compound Si-4: (Cl) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N [CH 2 CH 2 OH] 2 [R 1 = R 2 = R 3 = chloro, L 1 = 1,3 In the formula 2 - propylene, a = b = 1, R 11 = R 12 = corresponding to hydrogen]

규소계 화합물 Si-5 : (EtO)3Si-CH2CH2CH2-N(CH2CH2OH)-CH2CH2CH2-N[CH2CH2OH]2 [화학식 3에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=L2=1,3-프로필렌, a=b=c=1, R11=R12=R13=수소에 해당]]Silicon compound Si-5: (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 2 CH 2 OH) -CH 2 CH 2 CH 2 -N [CH 2 CH 2 OH] 2 [R in the formula (3) 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = 1,3-propylene, a = b = c = 1, R 11 = R 12 = R 13 =

규소계 화합물 Si-6 : (EtO)3Si-CH2CH2CH2-N(CH2CH2OH)-CH2CH2CH2-N(CH2CH2OH)-CH2CH2CH2-N[CH2CH2OH]2 [화학식 4에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=L2=L3=1,3-프로필렌, a=b=c=d=1, R11=R12=R13=R14=수소에 해당]Silicon compound Si-6: (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 2 CH 2 OH) -CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 2 CH 2 OH) -CH 2 CH 2 CH 2 - [CH 2 CH 2 OH] 2 wherein R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = L 3 = 1,3-propylene, a = b = c = d = 1, R 11 = R 12 = R 13 = R 14 = corresponding to hydrogen]

규소계 화합물 Si-7 : (EtO)3Si-CH2CH2-NHCH2CH2OCH3 [화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,2-에틸렌, a=1, b=0, R11=메틸, R12=수소에 해당]Si-7: (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 -NHCH 2 CH 2 OCH 3 [wherein R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = = 1, b = 0, R 11 = methyl, R 12 = corresponding to hydrogen]

규소계 화합물 Si-8 : (EtO)3Si-CH2CH2CH2-N((CH2CH2O)5H)-CH2CH2CH2-N[(CH2CH2O)5H]2 [화학식 3에서 R1=R2=R3= 에톡시, L1=L2=1,3-프로필렌, a=b=c=5, R11=R12=R13=수소에 해당]Silicon compound Si-8: (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N ((CH 2 CH 2 O) 5 H) -CH 2 CH 2 CH 2 -N [(CH 2 CH 2 O) 5 H] 2 [in the formula (3) in R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = 1,3- propylene, a = b = c = 5 , R 11 = R 12 = R 13 = hydrogen Applicable]

규소계 화합물 Si-9 : (EtO)3Si-CH2CH2CH2-N[(CH2CH2O)5CH3]2 [화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=b=5, R11=R12=메틸에 해당]Silicon compound Si-9: the (EtO) 3 Si-CH 2 CH 2 CH 2 -N [(CH 2 CH 2 O) 5 CH 3] 2 [R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy in formula (2), L 1 = 1,3-propylene, a = b = 5, R 11 = R 12 = corresponding to methyl]

[실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6] 실리콘 질화막 식각 조성물의 제조[Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6] Preparation of silicon nitride film etching composition

하기 표 1에 기재된 조성비로 혼합한 후 상온에서 5분간 500rpm의 속도로 교반하여 실리콘 질화막 식각 조성물을 제조하였다. 물의 함량은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량으로 하였다. And the mixture was stirred at a rate of 500 rpm for 5 minutes at room temperature to prepare a silicon nitride film etching composition. The water content was made such that the total weight of the composition was 100% by weight.

구분division 인산 (wt%)Phosphoric acid (wt%) 규소계 화합물Silicon-based compound 기타 성분Other ingredients
(wt%)
water
(wt%)
성분ingredient 함량 (wt%)Content (wt%) 성분ingredient 함량 (wt%)Content (wt%) 실시예 1Example 1 8585 Si-1Si-1 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 2Example 2 8585 Si-1Si-1 0.10.1 -- -- 잔량Balance 실시예 3Example 3 8585 Si-2Si-2 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 4Example 4 8585 Si-3Si-3 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 5Example 5 8585 Si-4Si-4 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 6Example 6 8585 Si-5Si-5 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 7Example 7 8585 Si-6Si-6 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 8Example 8 8585 Si-7Si-7 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 9Example 9 8585 Si-8Si-8 0.50.5 -- -- 잔량Balance 실시예 10Example 10 8585 Si-9Si-9 0.50.5 -- -- 잔량Balance 비교예 1Comparative Example 1 8585 -- -- -- -- 잔량Balance 비교예 2Comparative Example 2 8585 -- -- HFHF 0.050.05 잔량Balance 비교예 3Comparative Example 3 8585 -- -- ACAC 1One 잔량Balance 비교예 4Comparative Example 4 8585 APTESAPTES 0.50.5 -- -- 잔량Balance 비교예 5Comparative Example 5 8585 HPSTHPST 0.50.5 -- -- 잔량Balance 비교예 6Comparative Example 6 8585 THSPSTHSPS 0.10.1 -- -- 잔량Balance Si-1 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=1, b=0, R11=R12=수소인 규소계 화합물
Si-2 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소인 규소계 화합물
Si-3 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=히드록시, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소인 규소계 화합물
Si-4 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=클로로, L1=1,3-프로필렌, a=b=1, R11=R12=수소인 규소계 화합물
Si-5 : 상기 화학식 3에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=L2=1,3-프로필렌, a=b=c=1, R11=R12=R13=수소인 규소계 화합물
Si-6 : 상기 화학식 4에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=L2=L3=1,3-프로필렌, a=b=c=d=1, R11=R12=R13=R14=수소인 규소계 화합물
Si-7 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,2-에틸렌, a=1, b=0, R11=메틸, R12=수소인 규소계 화합물
Si-8 : 상기 화학식 3에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=L2=1,3-프로필렌, a=b=c=5, R11=R12=R13=수소인 규소계 화합물
Si-9 : 상기 화학식 2에서 R1=R2=R3=에톡시, L1=1,3-프로필렌, a=b=5, R11=R12=메틸인 규소계 화합물
HF : 불산 (Hydrofluoric acid)
AC : NH4Cl (Ammonium chloride)
APTES : 3-아미노프로필 트리에톡시실란 (3-Aminopropyl triethoxysilane)
HPST : (3-하이드록시프로필)실란트리올 ((3-hydroxypropyl)silane triol)
THSPS: 3-(트리하이드록시실릴)프로판-1-술폰산 (3-(trihydroxysilyl)propane-1-sulfonic acid)
Si-1: Silicon-based compound wherein R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = 1,3-propylene, a = 1, b = 0 and R 11 = R 12 =
Si-2: Silicon-based compound in which R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = 1,3-propylene, a = b = 1 and R 11 = R 12 =
Si-3: Silicon-based compound wherein R 1 = R 2 = R 3 = hydroxy, L 1 = 1,3-propylene, a = b = 1 and R 11 = R 12 =
Si-4: Silicon-based compound wherein R 1 = R 2 = R 3 = chloro, L 1 = 1,3-propylene, a = b = 1 and R 11 = R 12 =
R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = 1,3-propylene, a = b = c = 1, R 11 = R 12 = R 13 = hydrogen Phosphorus-based compound
Si-6 wherein R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = L 3 = 1,3-propylene, a = b = c = d = 1, R 11 = R 12 = R < 13 > = R < 14 > = hydrogen
Si-7: R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = 1,2- ethylene, a = 1, b = 0 , R 11 = methyl, R 12 = hydrogen compounds of silicon in the formula (2)
Si-8 wherein R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = L 2 = 1,3-propylene, a = b = c = 5, R 11 = R 12 = R 13 = hydrogen Phosphorus-based compound
Si-9: Silicon-based compounds in which R 1 = R 2 = R 3 = ethoxy, L 1 = 1,3-propylene, a = b = 5 and R 11 = R 12 =
HF: Hydrofluoric acid
AC: NH 4 Cl (Ammonium chloride)
APTES: 3-Aminopropyl triethoxysilane (3-aminopropyltriethoxysilane)
HPST: (3-hydroxypropyl) silane triol (3-hydroxypropyl)
THSPS: 3- (trihydroxysilyl) propane-1-sulfonic acid (3- (trihydroxysilyl) propane-1-sulfonic acid)

[실험예 1] 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 식각량 및 식각 속도의 측정[Experimental Example 1] Measurement of etch rate and etch rate of silicon nitride film and silicon oxide film

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 실리콘 질화막 식각 조성물의 식각 성능을 알아보기 위하여 CVD 방법을 이용하여 반도체 제조 과정과 동일하게 증착하여 실리콘 질화막(SiN막) 웨이퍼 및 실리콘 산화막(열산화 막(thermal oxide) 또는 LP-TEOS(Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate)막) 웨이퍼를 각각 준비하였다.In order to investigate the etching performance of the silicon nitride film etching compositions prepared in Examples and Comparative Examples, a silicon nitride film (SiN film) wafer and a silicon oxide film (a thermal oxide film ) Or LP-TEOS (Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate) film) wafers were prepared.

식각을 시작하기 전, 박막 두께 측정 장비인 엘립소미터(Ellipsometer, J.A WOOLLAM社, M-2000U)를 이용하여 식각 전의 두께를 측정하였다. 석영 재질의 배쓰(bath)내에서 식각 온도 157℃로 유지되고 있는 실리콘 질화막 식각액(실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6)에 웨이퍼를 각 10분씩 담궈 식각 공정을 진행하였다. 식각이 완료된 후에 초순수로 세정한 후 건조 장치를 이용하여 잔여 식각액 및 수분을 완전히 건조시켰다. Before the etching was started, the thickness before etching was measured using an Ellipsometer (Ellipsometer, J.A WOOLLAM, M-2000U). The wafers were immersed for 10 minutes each in a silicon nitride film etching solution (Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6) maintained at an etching temperature of 157 占 폚 in a quartz bath, and the etching process was carried out. After the etching was completed, the substrate was cleaned with ultrapure water, and the residual etchant and moisture were completely dried using a drying apparatus.

식각 속도는 엘립소미터(Ellipsometer, J.A WOOLLAM社, M-2000U)를 이용하여 식각 전의 두께와 식각 후의 두께의 차이를 식각 시간(분)으로 나누어 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.The etch rates were calculated by dividing the difference between the thickness before etch and the thickness after etch using an ellipsometer (Ellipsometer, JA WOOLLAM, M-2000U) divided by the etch time (minutes).

[실험예 2] 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 선택적 식각 평가[Experimental Example 2] Evaluation of selective etching of silicon nitride film to silicon oxide film

실리콘 질화막의 식각 속도와 실리콘 산화막의 식각 속도의 비에 의해 식각 선택비(실리콘 질화막의 식각 속도/실리콘 산화막의 식각 속도)를 계산하여 하기 표 2에 기재하였다.The etch selectivity ratio (etch rate of silicon nitride film / etch rate of silicon oxide film) was calculated by the ratio of etch rate of silicon nitride film to etch rate of silicon oxide film.

[실험예 3] 파티클 발생 정도 평가[Experimental Example 3] Evaluation of particle generation degree

상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 6에서 식각된 실리콘 산화막의 표면을 전자 주사 현미경(SEM)으로 측정하여 파티클의 발생 여부를 검사하여 하기 표 2에 기재하였다.The surfaces of the silicon oxide films etched in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6 were measured with a scanning electron microscope (SEM) to check whether or not the particles were generated.

식각 공정
온도
(℃)
Etching process
Temperature
(° C)
질화막
식각 속도
(Å/min)
Nitride film
Etching rate
(Å / min)
산화막 식각 속도
(Å/min)
Oxide etch rate
(Å / min)
선택비Selection ratio 파티클
발생
여부
particle
Occur
Whether
ThOx* ThOx * LP-TEOS** LP-TEOS ** 질화막
/ThOx
Nitride film
/ ThOx
질화막
/LP-TEOS
Nitride film
/ LP-TEOS
실시예 1Example 1 157157 60.260.2 00 0.250.25 240.8240.8 XX 실시예 2Example 2 157157 60.960.9 00 0.240.24 253.8253.8 XX 실시예 3Example 3 157157 60.760.7 00 0.230.23 263.9263.9 XX 실시예 4Example 4 157157 60.360.3 00 0.240.24 251.3251.3 XX 실시예 5Example 5 157157 61.361.3 0.110.11 0.270.27 557.3557.3 227.0227.0 XX 실시예 6Example 6 157157 57.157.1 00 0.220.22 259.5259.5 XX 실시예 7Example 7 157157 56.556.5 00 0.210.21 269.0269.0 XX 실시예 8Example 8 157157 61.361.3 0.050.05 0.240.24 12261226 255.4255.4 XX 실시예 9Example 9 157157 59.159.1 00 0.220.22 268.6268.6 XX 실시예 10Example 10 157157 61.561.5 00 0.210.21 292.9292.9 XX 비교예 1Comparative Example 1 157157 63.263.2 1.61.6 13.413.4 39.539.5 4.74.7 OO 비교예 2Comparative Example 2 157157 77.477.4 6.06.0 33.833.8 12.912.9 2.32.3 OO 비교예 3Comparative Example 3 157157 66.366.3 1.51.5 13.613.6 44.244.2 4.94.9 XX 비교예 4Comparative Example 4 157157 58.158.1 00 0.220.22 264.1264.1 OO 비교예 5Comparative Example 5 157157 54.254.2 0.210.21 -- 258.1258.1 -- OO 비교예 6Comparative Example 6 157157 52.352.3 0.20.2 -- 261.5261.5 -- OO * ThOx : 열산화막(thermal oxide)
** LP-TEOS : Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate 막
* ThOx: thermal oxide
** LP-TEOS: Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate Membrane

상기 표 2에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 10의 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화막에 대한 우수한 식각 속도를 나타냄과 동시에 실리콘 산화막의 종류에 상관없이 낮은 식각 속도를 나타내어 결과적으로 우수한 식각 선택비를 나타내었고, 또한, 파티클 발생을 효과적으로 방지하였다.As shown in Table 2, the silicon nitride film etching compositions of Examples 1 to 10 exhibited an excellent etching rate for the silicon nitride film, and exhibited a low etching rate regardless of the kind of the silicon oxide film, resulting in an excellent etching selectivity ratio And effectively prevented particle generation.

그러나, 비교예 1 및 2의 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 산화막 식각 억제력이 현저하게 떨어지고, 결과적으로 낮은 식각 선택비를 나타내었을 뿐만 아니라 파티클이 생성되어 실리콘 질화막을 선택적 및 안정적으로 식각하는데 부적합하였다. 또한, 비교예 3의 실리콘 질화막 식각 조성물은 식각 공정 중 파티클이 발생되지는 않았으나, 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 매우 낮아 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는데 부적합하였다. 또한, 비교예 4 내지 6의 실리콘 질화막 식각 조성물은 높은 식각 선택비를 나타내었으나, 식각 공정 중 부반응으로 인해 파티클이 발생되어 실리콘 질화막을 안정적으로 식각하는데 부적합하였다.However, the silicon nitride film etching compositions of Comparative Examples 1 and 2 were remarkably inferior in the silicon oxide film etching suppression ability, resulting in a low etching selectivity ratio, and were not suitable for selective and stable etching of the silicon nitride film due to the generation of particles. In addition, the etching composition of the silicon nitride film of Comparative Example 3 did not generate particles during the etching process, but the etching selectivity to the silicon nitride film was so low that it was not suitable for selectively etching the silicon nitride film. In addition, the silicon nitride film etching compositions of Comparative Examples 4 to 6 exhibited a high etch selectivity, but particles were generated due to side reactions during the etching process, which was unsuitable for stably etching the silicon nitride film.

즉, 실시예 1 내지 10의 실리콘 질화막 식각 조성물은 규소계 화합물을 포함하지 않는 비교예 1 내지 3의 실리콘 질화막 식각 조성물에 비해 실리콘 산화막 식각 속도가 현저하게 감소하였다. 따라서, 상기 화학식 1의 규소계 화합물을 실리콘 질화막 식각 조성물에 포함하는 경우 실리콘 산화막의 식각을 현저하게 억제하여 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비가 현저하게 높아짐을 알 수 있었다.That is, the etching rates of the silicon oxide films of Examples 1 to 10 were significantly lower than those of the silicon nitride film etching compositions of Comparative Examples 1 to 3 which did not contain silicon-based compounds. Therefore, when the silicon-based compound of Chemical Formula 1 is included in the silicon nitride film etching composition, the etching selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film is remarkably increased by significantly suppressing the etching of the silicon oxide film.

또한, 실시예 1 내지 10의 실리콘 질화막 식각 조성물은 말단 질소 원자에 에틸렌옥사이드 반복 단위가 적어도 하나 결합되고, 상기 에틸렌 옥사이드 반복단위의 말단 산소 원자에 수소가 결합되거나, 알킬과 같은 탄화수소 기가 결합된 규소계 화합물을 포함하고 있어 APTES, HPST 및 THSPS을 각각 포함하는 비교예 4 내지 6에 비해 식각 공정 중 발생하는 파티클의 생성을 효과적으로 방지하였다.Further, in the silicon nitride film etching compositions of Examples 1 to 10, at least one ethylene oxide repeat unit is bonded to the terminal nitrogen atom, hydrogen is bonded to the terminal oxygen atom of the ethylene oxide repeat unit, or a hydrocarbon group such as alkyl is bonded The present invention effectively inhibited the generation of particles generated during the etching process, as compared with Comparative Examples 4 to 6 including APTES, HPST and THSPS.

즉, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 조성물에 포함되는 상기 화학식 1의 규소계 화합물은 고온의 산 조건에서 매우 안정적이므로, 식각 공정시 고온으로 가열된 인산이 실리콘 산화막을 식각하는 것을 효율적으로 억제함과 동시에 부반응의 발생을 막아 종래 문제시되었던 파티클의 발생을 완벽하게 방지할 수 있어 기판의 불량 없이 실리콘 질화막을 고선택적으로 식각할 수 있고, 공정의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있었다. That is, since the silicon-based compound of Formula 1 contained in the silicon nitride film etching composition of the present invention is very stable at a high-temperature acid condition, etching of the silicon oxide film heated to a high temperature by the high temperature is effectively suppressed It is possible to prevent generation of side reactions and completely prevent occurrence of particles which have been a problem in the prior art, so that the silicon nitride film can be selectively etched without defects in the substrate, and the stability and reliability of the process can be ensured.

따라서, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 질화막 식각 시 산화막의 막질 손상이나 산화막의 식각으로 인한 전기적 특성 저하 및 파티클 발생을 방지하면서 질화막을 선택적으로 식각함으로써, 소자 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the silicon nitride film etching composition according to the present invention can improve the device characteristics by selectively etching the nitride film while preventing the oxide film from damaging the oxide film, deteriorating the electrical characteristics due to etching of the oxide film, and generating particles during the nitride film etching.

상기 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments or constructions. Various changes, substitutions and alterations can be made hereto without departing from the spirit and scope of the invention. It will be clear to those who have knowledge.

Claims (10)

인산; 및
하기 화학식 1로 표시되는 규소계 화합물; 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00015

상기 화학식 1에서,
R11 내지 R13는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;
R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 2 내지 10의 알케닐 또는
Figure pat00016
이고;
L1, L, L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;
R21 내지 R23는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;
a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;
c는 0 내지 20의 정수이고;
a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;
m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고,
상기 m이 2 이상의 정수인 경우 L은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, R13은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
상기 n이 2 이상의 정수인 경우 L'은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
Phosphoric acid; And
A silicon-based compound represented by the following formula (1); Wherein the silicon nitride film etch composition comprises:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00015

In Formula 1,
R 11 to R 13 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl of 2 to 10 carbon atoms;
R 1 to R 3 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms, alkyl of 1 to 10 carbon atoms, alkenyl of 2 to 10 carbon atoms, or
Figure pat00016
ego;
L 1 , L, L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;
R 21 to R 23 each independently represent hydrogen, halogen, hydroxy, alkoxy having 1 to 10 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;
a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;
c is an integer from 0 to 20;
a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;
m and n are each independently an integer of 0 to 5,
When m is an integer of 2 or more, L may be the same or different from each other, and R 13 may be the same or different from each other,
When n is an integer of 2 or more, L 'may be the same as or different from each other.
제 1항에 있어서,
상기 규소계 화합물은 하기 화학식 2, 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 규소계 화합물 중 선택되는 적어도 하나인 실리콘 질화막 식각 조성물.
[화학식 2]
Figure pat00017

[화학식 3]
Figure pat00018

[화학식 4]
Figure pat00019

상기 화학식 2 내지 4에서,
R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;
R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시, 탄소수 1 내지 10의 알콕시 또는
Figure pat00020
이고;
L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;
a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고;
c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고;
L1' 및 L'은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬렌이며;
R21 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 또는 탄소수 2 내지 10의 알케닐이고;
a', b' 및 c'는 각각 독립적으로 0 내지 20의 정수이고;
n은 0 내지 2의 정수이다.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon-based compound is at least one selected from silicon-based compounds represented by the following Chemical Formulas 2, 3, and 4.
(2)
Figure pat00017

(3)
Figure pat00018

[Chemical Formula 4]
Figure pat00019

In the above Chemical Formulas 2 to 4,
R 11 to R 14 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, or alkenyl having 2 to 10 carbon atoms;
R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy, alkoxy of 1 to 10 carbon atoms or
Figure pat00020
ego;
L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;
a and b are each independently an integer of 0 to 20, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1;
c and d are each independently an integer of 1 to 20;
L 1 'and L' are each independently alkylene having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkylene having 3 to 8 carbon atoms;
R 21 to R 23 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 10 carbons, cycloalkyl having 3 to 8 carbons, or alkenyl having 2 to 10 carbons;
a ', b' and c 'are each independently an integer of 0 to 20;
n is an integer of 0 to 2;
제 2항에 있어서,
상기 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬이고; R1 내지 R3는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시 또는 탄소수 1 내지 7의 알콕시이고; L1, L2 및 L3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬렌 또는 탄소수 5 내지 7의 사이클로알킬렌이며; a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단 a와 b의 합은 적어도 1의 정수이고; c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수인, 실리콘 질화막 식각 조성물.
3. The method of claim 2,
Each of R 11 to R 14 is independently hydrogen or alkyl having 1 to 7 carbon atoms; R 1 to R 3 are each independently halogen, hydroxy or alkoxy of 1 to 7 carbon atoms; L 1 , L 2 and L 3 are each independently alkylene having 1 to 7 carbon atoms or cycloalkylene having 5 to 7 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 0 to 5, provided that the sum of a and b is an integer of at least 1; and c and d are each independently an integer of from 1 to 5.
제 1항에 있어서,
상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 총 중량에 대하여 인산 60 내지 95 중량% 및 규소계 화합물 0.01 내지 3 중량%을 포함하는, 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon nitride film etching composition comprises 60 to 95% by weight of phosphoric acid and 0.01 to 3% by weight of silicon-based compound based on the total weight of the silicon nitride film etching composition.
제 1항에 있어서,
상기 실리콘 질화막 식각 조성물의 실리콘 질화막/산화막 식각 선택비는 200 이상인, 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon nitride film / oxide film etch selectivity of the silicon nitride film etch composition is 200 or more.
제 1항에 있어서,
상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 무기산, 유기산 및 암모늄염으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는, 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon nitride film etching composition further comprises at least one additive selected from inorganic acids, organic acids, and ammonium salts.
제 6항에 있어서,
상기 무기산은 불화수소산, 염산, 황산, 질산, 과산화수소산, 과염소산 및 붕산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고; 상기 유기산은 포름산, 아세트산, 디아세트산, 이미노디아세트산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 락트산, 아스코빅산, 옥살산, 프로피온산, 부탄산, 발레르산, 부틸아세트산, 에난틱산, 카프르산, 타르타르산, 숙신산, 말산, 말레산, 말론산, 글리콜산, 글루콘산, 글리코산, 글루타르산, 아디프산, D-글루칸산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 2-옥소글루타르산, 트리멜리트산, 엔도탈, 글루탐산, 메틸숙신산 및 시트르산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고; 상기 암모늄염은 (NH4)2SO4, (NH4)3PO4, NH4NO3, NH4CH3CO2, NH4HCO3, NH4Cl, NH4F, NH4HF2 및 NH4BF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 6,
The inorganic acid is at least one selected from the group consisting of hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrogen peroxide acid, perchloric acid and boric acid; The organic acid may be selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, diacetic acid, iminodiacetic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, lactic acid, ascorbic acid, oxalic acid, propionic acid, butanoic acid, valeric acid, butyl acetic acid, enanthic acid, capric acid, Maleic acid, malonic acid, glycolic acid, gluconic acid, glycolic acid, glutaric acid, adipic acid, D-gluconic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, 2- oxoglutaric acid, trimellitic acid, At least one selected from the group consisting of endothelia, glutamic acid, methylsuccinic acid and citric acid; Wherein the ammonium salt is selected from the group consisting of (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 , NH 4 NO 3 , NH 4 CH 3 CO 2 , NH 4 HCO 3 , NH 4 Cl, NH 4 F, NH 4 HF 2, 4 BF < 4 & gt ;.
제 1항에 있어서,
상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 계면활성제, 산화방지제 및 부식방지제로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는, 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon nitride film etching composition further comprises at least one selected from a surfactant, an antioxidant, and a corrosion inhibitor.
제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 방법.A method for selectively etching a silicon nitride film as compared to a silicon oxide film using the silicon nitride film etching composition according to any one of claims 1 to 8. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 수행되는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.A method for manufacturing a semiconductor device comprising an etching process performed using the silicon nitride film etching composition according to any one of claims 1 to 8.
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