KR20190075670A - Etching composition for silicon nitride layer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a silicon nitride film etching composition which can selectively etch a silicon nitride film in comparison with a silicon oxide film, has an excellent etching selection ratio, and has an excellent effect of substantially no change in an etching rate and the etching selection ratio for the silicon nitride film, even if the use time of the composition is increased or the composition is repeatedly used. In addition, the silicon nitride film etching composition comprises: a compound represented by chemical formula 1; phosphoric acid; and water.

Description

실리콘 질화막 식각 조성물{Etching composition for silicon nitride layer}[0001] The present invention relates to an etching composition for a silicon nitride layer,

본 발명은 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것으로, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있는 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a silicon nitride film etching composition, and more particularly, to a composition capable of selectively etching a silicon nitride film as compared to a silicon oxide film.

실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNx)은 반도체 제조 공정에서 사용되는 대표적인 절연막이다. 이들은 단독으로 사용되거나 혹은 1 층 이상의 실리콘 산화막 및 1 층 이상의 실리콘 질화막이 교대로 적층되어 사용되기도 한다. 또한 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막은 금속 배선과 같은 도전성 패턴을 형성하기 위한 하드마스크(Hard mask)로서도 사용된다.The silicon oxide film (SiO 2 ) and the silicon nitride film (SiN x ) are typical insulating films used in semiconductor manufacturing processes. They may be used alone, or alternatively, one or more silicon oxide films and one or more silicon nitride films may be alternately laminated. 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 반도체 제조공정에서 실리콘 질화막을 제거하기 위해, 인산(Phosphoric acid)이 사용되나, 인산은 고온에서 피로인산(Pyrophosphoric acid) 또는 다양한 형태의 폴리산(Polymeric acid)으로 변하거나, 자동 양성자 이전 반응(Autoprotolysis)에 의해 질화막과 산화막의 식각률에 영향을 미치므로 순수(Deionized water)가 공급되어야 한다. 그러나 공급되는 순수의 양이 조금만 변해도 실리콘 질화막 제거 시 불량을 유발할 수 있으며, 인산 자체가 강산으로 부식성을 가짐에 따라 취급이 용이하지 않은 문제가 있다. 뿐만 아니라 실리콘 질화막은 인산과 반응하여

Figure pat00001
형태로 변화하는데, 이중 일부 해리되어 실리콘 이온의 형태로 용액 상에 존재하게 되고, 르 샤틀리에의 원리에 의해 식각 조성물에서 실리콘 이온의 농도가 증가하여 실리콘 질화막의 식각속도를 현저하게 감소시키는 문제가 있다.Conventionally, phosphoric acid is used to remove silicon nitride film in a semiconductor manufacturing process. However, phosphoric acid may be converted to pyrophosphoric acid or various types of polyacic acid at high temperature, Deionized water must be supplied because it affects the etch rate of nitride and oxide films by Autoprotolysis. However, even if the amount of pure water supplied is slightly changed, defects can be caused in the removal of the silicon nitride film, and phosphoric acid itself is corrosive as a strong acid, which makes handling difficult. In addition, the silicon nitride film reacts with phosphoric acid
Figure pat00001
Which is partially dissociated and is present in the form of a solution in the form of silicon ions, and the concentration of silicon ions in the etching composition is increased by the principle of Le Chatelier, thereby remarkably reducing the etching rate of the silicon nitride film .

이러한 문제들을 해결하기 위한 다양한 연구가 진행되었으며, 이의 연구는 크게 3 가지 형태로 분류될 수 있다. Various studies have been conducted to solve these problems, and the research can be classified into three types.

첫째, 실리콘 질화막의 식각속도를 증가시키는 기술이다. 구체적으로, 인산을 가열하여 폴리인산을 얻은 후 100℃ 이상에서 식각하여 선택비를 높이는 식각 방법이 제안된 바 있다. 그러나 이는 폴리인산의 안정성 및 결정 구조에 따른 선택비 향상 효과가 검증된 바 없고, 폴리인산의 농도를 정량하기 어려우며, 수화 시 과량의 열 발생으로 공정 온도의 제어가 어렵다. 또한 실리콘 산화막의 식각속도도 함께 증가하므로, 미세 공정에 적용하기에 어려운 점이 있어 바람직하지 않다. First, it is a technique to increase the etching rate of the silicon nitride film. Specifically, an etching method has been proposed in which phosphoric acid is heated to obtain polyphosphoric acid and then etched at 100 DEG C or higher to increase the selectivity. However, it has not been proved that the selectivity of the polyphosphoric acid is improved by the stability and the crystal structure. It is difficult to quantify the concentration of polyphosphoric acid and it is difficult to control the process temperature due to excessive heat generation during hydration. Further, since the etching rate of the silicon oxide film also increases, it is not preferable because it is difficult to apply to a fine process.

둘째, 실리콘 산화막의 식각속도를 감소시키는 기술이다. 구체적으로, 인산에 황산, 산화제 등을 첨가하여 선택적으로 실리콘 질화막을 식각할 수 있는 식각 용액이 제시된 바 있다. 그러나 황산이 첨가될 경우, 실리콘 산화막은 물론 실리콘 질화막의 식각속도까지 감소시켜 목적하고자하는 선택비의 향상이 어렵고, 생산효율이 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않다. Second, it is a technique to reduce the etching rate of the silicon oxide film. Specifically, an etching solution capable of selectively etching a silicon nitride film by adding sulfuric acid, an oxidizing agent, or the like to phosphoric acid has been proposed. However, when sulfuric acid is added, it is difficult to improve the selectivity to be desired by decreasing the etching rate of the silicon nitride film as well as the silicon oxide film, and the production efficiency is lowered.

셋째, 불소계 화합물을 첨가하는 기술이다. 구체적으로, 인산에 질산과 불산을 미량 투입함으로써, 실리콘 질화막에 대한 선택비를 향상시키는 식각 방법이 제시된 바 있다. 그러나 이는 불산의 첨가로 인하여 실리콘 산화막의 식각속도도 높아지는 문제가 있다. 또한 실리콘계 불화물을 첨가하여 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있는 식각 용액이 제시된 바 있으나, 이는 식각 용액의 수명이 매우 짧고, 첨가제와의 혼용성이 떨어지는 등의 문제가 있다. Third, it is a technique of adding a fluorine compound. Specifically, an etching method for improving a selectivity to a silicon nitride film by adding a small amount of nitric acid and hydrofluoric acid to phosphoric acid has been proposed. However, there is a problem that the etching rate of the silicon oxide film is increased due to addition of hydrofluoric acid. In addition, an etching solution capable of selectively etching a silicon nitride film by adding a silicon fluoride has been proposed, but this has a problem that the lifetime of the etching solution is very short and the compatibility with the additive is poor.

상술한 바와 같이 다양한 방법으로 실리콘 질화막의 식각속도 및 선택비를 향상시키기 위한 연구가 시도되었으나, 이들 모두 처리 시간 증가에 따라 웨이퍼 표면에 파티클을 야기하여, 장기간 사용에는 바람직하지 못한 문제가 있었다. As described above, various attempts have been made to improve the etch rate and selectivity of the silicon nitride film. However, all of them have caused an undesirable problem in long-term use due to particles on the surface of the wafer as the treatment time increases.

특히 식각 조성물을 식각 처리에 반복하여 재사용하거나, 처리 시간이 증가할 경우, 실리콘 산화막에 영향을 주어 실리콘 산화막의 이상 성장 발생을 야기하는 치명적인 문제가 발생한다. Particularly, when the etching composition is repeatedly used for etching treatment or when the treatment time is increased, there is a fatal problem that affects the silicon oxide film and causes abnormal growth of the silicon oxide film.

따라서 상기한 문제들 극복할 수 있는 새로운 조성의 식각 용액의 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a new etching solution which can overcome the above problems.

이에, 본 발명자는 종래 기술의 한계를 인식하고 연구를 심화한 결과, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 보다 선택적으로 식각 가능하고, 장기간의 사용에도 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비에 영향을 주지 않으며, 식각속도를 일정하게 유지할 뿐 아니라 파티클 문제를 유발하지 않으며, 특히 실리콘 산화막의 이상 성장 발생을 야기하지 않는 식각 조성물을 제공하고자 한다. The present inventors have recognized the limitations of the prior art and deepen their research. As a result, the inventors have found that silicon nitride films can be more selectively etched than silicon oxide films, and etching selectivity for silicon nitride films is not affected even for long- In particular, does not cause particle problems, and in particular, does not cause abnormal growth of the silicon oxide film.

한국공개특허공보 제2012-0077676호Korea Patent Publication No. 2012-0077676

본 발명의 목적은 처리시간이 증가하거나 반복 사용됨에도, 실리콘 산화막의 이상 성장 발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 안정성이 우수한 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a silicon nitride film etching composition excellent in stability that can prevent or minimize occurrence of abnormal growth of a silicon oxide film even when the processing time is increased or repeatedly used.

본 발명의 목적은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 그 식각 선택비가 현저히 향상된 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a silicon nitride film etching composition capable of selectively etching a silicon nitride film compared to a silicon oxide film and remarkably improving the etching selectivity.

또한 본 발명의 목적은 처리시간이 증가하거나 반복 사용됨에도, 실리콘 질화막에 대한 우수한 식각속도 및 식각 선택비의 변화가 실질적으로 없는 안정된 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a stable silicon nitride film etching composition which is substantially free of change in etch rate and etch selectivity with respect to a silicon nitride film even when the processing time is increased or repeatedly used.

또한 본 발명의 목적은 반도체 제조 공정 시, 실리콘 산화막을 포함하는 주변에 존재하는 다른 막에 대한 데미지를 최소화하고, 반도체 소자 특성에 영향을 미치는 파티클 발생 등의 문제를 갖지 않는 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a silicon nitride film etching composition which minimizes damage to other films existing around the silicon oxide film in the semiconductor manufacturing process and has no problems such as generation of particles affecting semiconductor device characteristics .

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 인산 및 물을 포함한다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention comprises a compound represented by the following general formula (1), phosphoric acid and water.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, n은 0 내지 10의 정수이며; X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬렌이며; R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C2-C20)알케닐, 아미노(C1-C20)알킬, (C1-C20)알킬아미노 및 아미노(C1-C20)알콕시 중에서 선택되며; R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, 히드록시(C1-C20)알킬 및 아미노(C1-C20)알킬 중에서 선택된다.In Formula 1, n is an integer of 0 to 10; X 1 to X 3 independently of one another are (C 1 -C 7) alkylene; R 1 to R 6 independently of one another are selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 20) alkyl, (C 1 -C 20) alkoxy, (C 2 -C 20) alkenyl, Amino and amino (C1-C20) alkoxy; R 7 and R 8 are independently selected from hydrogen, (C 1 -C 20) alkyl, (C 2 -C 20) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 20) alkyl and amino (C 1 -C 20) alkyl.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택될 수 있으며; R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C7)알킬, (C2-C7)알케닐, 히드록시(C1-C7)알킬 및 아미노(C1-C7)알킬 중에서 선택될 수 있다.In the silicon nitride film etching composition of the present invention, R 1 to R 6 independently represent halogen, hydroxy, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 1 -C 7) alkoxy, (C 2 -C 7) (C1-C7) alkyl, (C1-C7) alkylamino and amino (C1-C7) alkoxy; R 7 and R 8 independently from each other may be selected from hydrogen, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 2 -C 7 ) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 7) alkyl and amino (C 1 -C 7) alkyl.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택될 수 있다.In the silicon nitride film etching composition of the present invention, R 1 to R 6 are independently selected from the group consisting of (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 1 -C 7) alkoxy, (C 2 -C 7) (C1-C7) alkyl, (C1-C7) alkylamino and amino (C1-C7) alkoxy.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1에서, R1은 (C1-C7)알콕시일 수 있고, R2 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬 또는 (C1-C7)알콕시일 수 있다.Silicon nitride etching composition in accordance with one embodiment of the present invention is the Formula 1, R 1 is (C1-C7) may be alkoxy, R 2 to R 6 are independently (C1-C7) alkyl or (C1-C7 one another ) Alkoxy. ≪ / RTI >

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1에서, n은 0 내지 4일 수 있으며; X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C5)알킬렌일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, n may be 0 to 4 in the general formula (1); X 1 to X 3 may independently be (C 1 -C 5) alkylene.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1에서, n은 0 또는 1일 수 있으며; R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C4)알킬 또는 (C1-C4)알콕시일 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, n may be 0 or 1 in the general formula (1); R 1 to R 6 independently of one another can be (C 1 -C 4) alkyl or (C 1 -C 4) alkoxy.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물 중에서 선택되는 것으로 표시될 수 있다. In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be represented by the following compounds.

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 하기 관계식 1의 식각 선택비를 만족할 수 있다. 하기 관계식 1에서, ESiNx는 실리콘 질화막의 식각속도이며, ESiO2는 실리콘 산화막의 식각속도이다.The silicon nitride film etching composition according to an example of the present invention can satisfy the etching selectivity ratio of the following relational expression (1). In the following relational expression (1), E SiNx is the etching rate of the silicon nitride film, and E SiO2 is the etching rate of the silicon oxide film.

[관계식 1][Relation 1]

200 ≤ ESiNx/ESiO2 200? E SiNx / E SiO2

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반복적인 식각 공정 후의 식각속도 감소율은 하기 관계식 5를 만족할 수 있다. 하기 관계식 5에서, △ERDSiNx는 실리콘 질화막에 대한 초기 식각속도 대비 식각속도 감소율이며, △ERDSiO2는 실리콘 산화막에 대한 초기 식각속도 대비 식각속도 감소율이다.The etching rate reduction rate of the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention after the repeated etching process can satisfy the following relational expression (5). In the following relational expression 5 ,? ERD SiNx is the etching rate reduction rate versus the initial etching rate for the silicon nitride film, and? ERD SiO2 is the etching rate reduction rate versus the initial etching rate for the silicon oxide film.

[관계식 5][Equation 5]

△ERDSiNx ≤ 0.7%? ERD SiNx ? 0.7%

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화막에 대한 식각속도가 30 내지 250 Å/min일 수 있다. The etching rate of the silicon nitride film according to an exemplary embodiment of the present invention may be 30 to 250 Å / min.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 이를 이용하는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법에 적용될 수 있다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention can be applied to a method of manufacturing a semiconductor device including an etching process using the same.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 처리시간이 증가하거나 반복 사용됨에도, 실리콘 산화막의 이상 성장 발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 안정성이 우수한 효과가 있다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention has an excellent stability that prevents or minimizes the occurrence of abnormal growth of the silicon oxide film even when the processing time is increased or repeatedly used.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식등 조성물은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 그 식각 선택비가 현저히 우수한 효과가 있다. The silicon nitride film forming composition according to the present invention can selectively etch the silicon nitride film compared to the silicon oxide film, and the etching selectivity ratio thereof is remarkably excellent.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 처리시간이 증가하거나 반복 사용됨에도, 실리콘 질화막에 대한 식각속도 및 식각 선택비의 변화가 실질적으로 없는 우수한 효과가 있다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention has an excellent effect substantially without changing the etch rate and etch selectivity to the silicon nitride film even when the processing time is increased or repeatedly used.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반도체 제조 공정에서 사용될 시, 실리콘 산화막을 포함하는 주변에 존재하는 다른 막에 대한 데미지를 최소화하고, 반도체 소자 특성에 영향을 미치는 파티클 발생 등의 문제를 갖지 않는 장점이 있다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention minimizes damage to other films existing around the silicon oxide film when used in a semiconductor manufacturing process and has advantages such as generation of particles affecting semiconductor device characteristics .

본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다. Even if the effects are not explicitly mentioned in the present invention, the effects described in the specification anticipated by the technical features of the present invention and their inherent effects are treated as described in the specification of the present invention.

이하 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 상세히 설명한다. Hereinafter, the silicon nitride film etching composition according to the present invention will be described in detail.

본 발명에서 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. It will be apparent to those skilled in the art that the technical and scientific terms used herein may have other meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Descriptions of the blurred notice function and configuration are omitted.

본 발명에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다. The singular forms of the terms used in the present invention can be interpreted to include plural forms unless otherwise indicated.

본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다. Unless specifically stated in the present invention, the unit of% used unclearly means% by weight.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 인산 및 물을 포함한다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention comprises a compound represented by the following general formula (1), phosphoric acid and water.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1에서, n은 0 내지 10의 정수이며; X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬렌이며; R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C2-C20)알케닐, 아미노(C1-C20)알킬, (C1-C20)알킬아미노 및 아미노(C1-C20)알콕시 중에서 선택되며; R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, 히드록시(C1-C20)알킬 및 아미노(C1-C20)알킬 중에서 선택된다.In Formula 1, n is an integer of 0 to 10; X 1 to X 3 independently of one another are (C 1 -C 7) alkylene; R 1 to R 6 independently of one another are selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 20) alkyl, (C 1 -C 20) alkoxy, (C 2 -C 20) alkenyl, Amino and amino (C1-C20) alkoxy; R 7 and R 8 are independently selected from hydrogen, (C 1 -C 20) alkyl, (C 2 -C 20) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 20) alkyl and amino (C 1 -C 20) alkyl.

이를 만족할 경우, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 그 식각 선택비가 현저히 우수한 효과가 있다. 또한 식각 처리시간이 증가하거나 조성물을 식각 처리에 반복 사용할 수 있음에도, 실리콘 질화막에 대한 식각속도 및 식각 선택비의 변화가 매우 낮은 우수한 효과가 있으며, 실리콘 산화막의 이상 성장 발생을 방지하거나 이를 최소화하여 안정성이 우수한 효과가 있다. If this is the case, the silicon nitride film can be selectively etched with respect to the silicon oxide film, and the etching selectivity ratio is remarkably excellent. In addition, although the etching treatment time is increased or the composition can be repeatedly used for the etching treatment, there is an excellent effect that the change of the etching rate and the etching selectivity to the silicon nitride film is very low, and the occurrence of abnormal growth of the silicon oxide film is prevented or minimized, This has an excellent effect.

상기 화학식 1에서, n은 0 내지 10의 정수이며, 바람직하게는 0 내지 4, 보다 바람직하게는 0 내지 2, 매우 바람직하게는 0 또는 1일 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 화학식 1에서, n이 1 이상일 경우, n이 0인 경우와 비교하여 식각 시 경우에 따라 실리콘 산화막이 이상 성장할 수 있는 문제를 더욱 방지할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. In Formula 1, n is an integer of 0 to 10, preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2, and most preferably 0 or 1. As a preferable example, when n is 1 or more, the problem of abnormal growth of the silicon oxide film depending on cases when etching is compared with the case where n is 0 can be further prevented. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

상기 화학식 1에서, X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬렌이며, 바람직하게는 (C1-C7)알킬렌, 보다 바람직하게는 (C1-C4)알킬렌일 수 있다.In the above formula (1), X 1 to X 3 are each independently (C 1 -C 20) alkylene, preferably (C 1 -C 7) alkylene, more preferably (C 1 -C 4) alkylene.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은, 상기 화학식 1에서, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 서로 독립적으로 (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시, (C2-C4)알케닐, 아미노(C1-C4)알킬, (C1-C4)알킬아미노 및 아미노(C1-C4)알콕시 중에서 선택될 수 있다.The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention is characterized in that R 1 to R 6 are independently selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 1 -C 7) alkoxy, (C1-C7) alkyl, (C1-C7) alkoxy, amino, (C1-C4) alkoxy, (C2-C4) alkenyl, amino (C1- C4) alkyl, (C1- C4) alkylamino and amino (C1-C4) alkoxy.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은, 상기 화학식 1에서, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C7)알킬, (C2-C7)알케닐, 히드록시(C1-C7)알킬 및 아미노(C1-C7)알킬 중에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 수소, (C1-C4)알킬, (C2-C4)알케닐, 히드록시(C1-C4)알킬 및 아미노(C1-C4)알킬 중에서 선택될 수 있다.In the silicon nitride film etching composition according to the present invention, R 7 and R 8 independently represent hydrogen, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 2 -C 7 ) alkenyl, (C1-C4) alkyl and amino (C1-C7) alkyl, more preferably hydrogen, (C1- C4) alkyl, -C4) alkyl. ≪ / RTI >

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은, 상기 화학식 1에서, In the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention,

R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬 또는 (C1-C7)알콕시, 보다 바람직하게는 (C1-C4)알킬 또는 (C1-C4)알콕시인 것이 보다 바람직할 수 있다. 하지만 이는 본 발명의 효과를 구현함에 있어 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되어 해석되어서는 안 된다.More preferably, R 1 to R 6 independently of one another are (C 1 -C 7) alkyl or (C 1 -C 7) alkoxy, more preferably (C 1 -C 4) alkyl or (C 1 -C 4) alkoxy. However, this is a preferred example for realizing the effect of the present invention, and the present invention should not be construed to be limited thereto.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 조성물은, 상기 화학식 1에서, R1은 (C1-C7)알콕시일 수 있고, R2 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬 또는 (C1-C7)알콕시일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.A silicon nitride composition in accordance with one embodiment of the present invention, in Formula 1, R 1 is (C1-C7) may be alkoxy, R 2 to R 6 are independently (C1-C7) alkyl or (C1-C7 one another ) Alkoxy. ≪ / RTI > However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 바람직한 일 예에 따른 실리콘 질화막 조성물은, 상기 화학식 1에서, n은 0 내지 4일 수 있으며, X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C5)알킬렌, 보다 바람직하게는 (C1-C3)알킬렌일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.In the silicon nitride film composition according to one preferred embodiment of the present invention, n may be 0 to 4, and X 1 to X 3 are each independently a (C 1 -C 5) alkylene, more preferably a -C3) alkylene. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 보다 바람직한 일 예에 따른 실리콘 질화막 조성물은, 상기 화학식 1에서, n은 0 내지 4일 수 있으며; X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C5)알킬렌일 수 있으며; R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택될 수 있으며; R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C7)알킬, (C2-C7)알케닐, 히드록시(C1-C7)알킬 및 아미노(C1-C7)알킬 중에서 선택될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.The silicon nitride film composition according to a more preferred embodiment of the present invention is characterized in that, in the above formula (1), n may be 0 to 4; X 1 to X 3 may independently be (C 1 -C 5) alkylene; R 1 to R 6 independently of one another are selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 1 -C 7) alkoxy, (C 2 -C 7) Amino and amino (C1-C7) alkoxy; R 7 and R 8 independently from each other may be selected from hydrogen, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 2 -C 7 ) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 7) alkyl and amino (C 1 -C 7) alkyl. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 더욱 바람직한 일 예에 따른 실리콘 질화막 조성물은, n은 0 또는 1일 수 있으며, R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C4)알킬 또는 (C1-C4)알콕시일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.In a silicon nitride film composition according to a further preferred embodiment of the present invention, n may be 0 or 1, and R 1 to R 6 may independently of each other be (C 1 -C 4) alkyl or (C 1 -C 4) alkoxy. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

바람직하게는, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 조성물은, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R6 중 적어도 하나 이상은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C7)알콕시, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시에서 선택될 수 있다. R1 내지 R6 중 적어도 하나 이상, 보다 바람직하게는 R1 내지 R6 중 둘 이상이 서로 독립적으로 히드록시, 알콕시, 알킬아미노 및 아미노알콕시 중엥서 선택될 경우, 이들 작용기는 식각 시 가수분해되거나 반응하여 히드록시화됨에 따라 실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 식각 선택비가 현저히 향상될 수 있다. 이의 구체적인 일 예로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있으나, 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.Preferably, in the silicon nitride film composition according to the present invention, at least one of R 1 to R 6 in the above formula (1) is independently selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 7) alkoxy, Amino (C1-C7) alkoxy. When at least one or more of R 1 to R 6 , more preferably two or more of R 1 to R 6 , are selected independently of one another from among hydroxy, alkoxy, alkylamino and aminoalkoxy, these functional groups are hydrolyzed As a result, the etch selectivity of the silicon nitride film to the silicon oxide film can be remarkably improved. As a specific example thereof, the compound represented by Formula 1 may be selected from the following compounds, but it is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

Figure pat00005
Figure pat00005

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화합물 중에서 선택되는 것으로 표시될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 실시예로서 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. In the silicon nitride film composition according to one preferred embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be represented by the following compounds. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.

Figure pat00006
Figure pat00006

본 발명에 기재된 할로겐은 식각 조성물에 사용되는 성분으로서 통상적으로 사용될 수 있는 할로겐이라면 무방하며, 예컨대 F, Cl, Br, I 등에서 선택될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The halogens described in the present invention may be selected from halogen such as F, Cl, Br, I, and the like, although the present invention is not limited thereto.

본 발명에 기재된 ‘알킬’ 또는 ‘알킬기’는 탄소 및 수소를 포함하는 1가의 탄화수소 쇄를 의미하며, 질소, 산소, 황 또는 할로겐 원자에 의해 치환된 것일 수도 있다. 이러한 탄화수소 쇄는 분지쇄 또는 직쇄일 수 있으며, 바람직하게는 직쇄일 수 있다. 비한정적인 알킬 또는 알킬기의 예로는 -CH3, -C2H5, -C3H7, -CH(CH3)2, -C4H9, -CH2-CH(CH3)2, -CH(CH3)-C2H5, -C(CH3)3, -C5H11, -CH(CH3)-C3H7, -CH2-CH(CH3)-C2H5, -CH(CH3)-CH(CH3)2, -C(CH3)2-C2H5, -CH2-C(CH3)3, -CH(C2H5)2, -C2H4-CH(CH3)2, -C6H13, -C3H6-CH(CH3)2, -C2H4-CH(CH3)-C2H5, -CH(CH3)-C4H9, -CH2-CH(CH3)-C3H7, -CH(CH3)-CH2-CH(CH3)2, -CH(CH3)-CH(CH3)-C2H5, -CH2-CH(CH3)-CH(CH3)2, -CH2-C(CH3)2-C2H5, -C(CH3)2-C3H7, -C(CH3)2-CH(CH3)2, -C2H4-C(CH3)3, -CH2-CH(C2H5)2 및 CH(CH3)-C(CH3)3가 예시될 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.The 'alkyl' or 'alkyl group' described in the present invention means a monovalent hydrocarbon chain containing carbon and hydrogen, and may be substituted by nitrogen, oxygen, sulfur or a halogen atom. Such hydrocarbon chains may be branched or straight, and may be straight-chain. Examples of non-limiting alkyl, the alkyl group is -CH 3, -C 2 H 5, -C 3 H 7, -CH (CH 3) 2, -C 4 H 9, -CH 2 -CH (CH 3) 2, -CH (CH 3) -C 2 H 5, -C (CH 3) 3, -C 5 H 11, -CH (CH 3) -C 3 H 7, -CH 2 -CH (CH 3) -C 2 H 5, -CH (CH 3) -CH (CH 3) 2, -C (CH 3) 2 -C 2 H 5, -CH 2 -C (CH 3) 3, -CH (C 2 H 5) 2 , -C 2 H 4 -CH (CH 3) 2, -C 6 H 13, -C 3 H 6 -CH (CH 3) 2, -C 2 H 4 -CH (CH 3) -C 2 H 5, -CH (CH 3) -C 4 H 9, -CH 2 -CH (CH 3) -C 3 H 7, -CH (CH 3) -CH 2 -CH (CH 3) 2, -CH (CH 3) -CH (CH 3) -C 2 H 5, -CH 2 -CH (CH 3) -CH (CH 3) 2, -CH 2 -C (CH 3) 2-C 2 H 5, -C (CH 3 ) 2-C 3 H 7, -C (CH 3) 2 -CH (CH 3) 2, -C 2 H 4 -C (CH 3) 3, -CH 2 -CH (C 2 H 5) 2 , and CH (CH 3) -C (CH 3 ) 3, but may be exemplified, and thus do not limit the present invention. FIG.

본 발명에 기재된 ‘알콕시’ 또는 ‘알콕시기’는 하기 화합물로 표시되는 것일 수 있다. 이때 하기 화합물에서 R은 (C1-C20)알킬일 수 있으며, 바람직하게는 (C1-C7)알킬일 수 있다. The 'alkoxy' or 'alkoxy group' described in the present invention may be represented by the following compounds. In which R can be (C1-C20) alkyl, preferably (C1-C7) alkyl.

Figure pat00007
Figure pat00007

이의 비제한적인 일 예로, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. Non-limiting examples thereof include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 기재된 ‘알케닐’ 또는 ‘알케닐기’는 탄소 및 수소를 포함하고 하나 이상의 이중결합을 쇄에 포함하는 1가의 탄화수소 쇄를 의미하며, 질소, 산소, 황 또는 할로겐 원자에 의해 치환된 것일 수도 있다. 이러한 탄화수소 쇄는 분지쇄 또는 직쇄일 수 있으며, 바람직하게는 직쇄일 수 있다. 비한정적인 알케닐 또는 알케닐기의 예로는 -CH=CH2, -CH2-CH=CH2, -C(CH3)=CH2, -CH=CH-CH3, -C2H4-CH=CH2, -CH2-CH=CH-CH3, -CH=CH-C2H5, -CH2-C(CH3)=CH2, -CH(CH3)-CH=CH, -CH=C(CH3)2, -C(CH3)=CH-CH3, -CH=CH-CH=CH2, -C3H6-CH=CH2, -C2H4-CH=CH-CH3, -CH2-CH=CH-C2H5, -CH=CH-C3H7, -CH2-CH=CH-CH=CH2, -CH=CH-CH=CH-CH3, -CH=CH-CH2-CH=CH2, -C(CH3)=CH-CH=CH2, -CH=C(CH3)-CH=CH2, -CH=CH-C(CH3)=CH2, -C2H4-C(CH3)=CH2, -CH2-CH(CH3)CH=CH2, -CH(CH3)-CH2-CH=CH2, -CH2-CH=C(CH3)2, -CH2-C(CH3)=CH-CH3, -CH(CH3)-CH=CH-CH3, -CH=CH-CH(CH3)2, -CH=C(CH3)-C2H5, -C(CH3)=CH-C2H5, -C(CH3)=C(CH3)2, -C(CH3)2-CH=CH2, -CH(CH3)-C(CH3)=CH2, -C(CH3)=CH-CH=CH2, -CH=C(CH3)-CH=CH2, -CH=CH-C(CH3)=CH2, -C4H8-CH=CH2, -C3H6-CH=CH-CH3, -C2H4-CH=CH-C2H5, -CH2-CH=CH-C3H7, -CH=CH-C4H9, -C3H6-C(CH3)=CH2, -C2H4-CH(CH3)-CH=CH2, -CH2-CH(CH3)-CH2-CH=CH2, -CH(CH3)-C2H4-CH=CH2, -C2H4-CH=C(CH3)2, -C2H4-C(CH3)=CH-CH3, -CH2-CH(CH3)-CH=CH-CH3, -CH(CH3)-CH2-CH=CH-CH3, -CH2-CH=CH-CH(CH3)2, -CH2-CH=C(CH3)-C2H5, -CH2-C(CH3)=CH-C2H5, -CH(CH3)-CH=CH-C2H5, -CH=CH-CH2-CH(CH3)2, -CH=CH-CH(CH3)-C2H5, -CH=C(CH3)-C3H7, -C(CH3)=CH-C3H7, -CH2-CH(CH3)-C(CH3)=CH2, -CH(CH3)-CH2-C(CH3)=CH2, -CH(CH3)-CH(CH3)-CH=CH2, -CH2-C(CH3)2-CH=CH2, -C(CH3)2-CH2-CH=CH2, -CH2-C(CH3)=C(CH3)2, -CH(CH3)-CH=C(CH3)2, -C(CH3)2-CH=CH-CH3, -CH(CH3)-C(CH3)=CH-CH3, -CH=C(CH3)-CH(CH3)2, -C(CH3)=CH-CH(CH3)2, -C(CH3)=C(CH3)-C2H5, -CH=CH-C(CH3)3, -C(CH3)2-C(CH3)=CH2, -CH(C2H5)-C(CH3)=CH2, -C(CH3)(C2H5)-CH=CH2, -CH(CH3)-C(C2H5)=CH2, -CH2-C(C3H7)=CH2, -CH2-C(C2H5)=CH-CH3, -CH(C2H5)-CH=CH-CH3, -C(C4H9)=CH2, -C(C3H7)=CH-CH3, -C(C2H5)=CH-C2H5, -C(C2H5)=C(CH3)2, -C[C(CH3)3]=CH2, -C[CH(CH3)(C2H5)]=CH2, -C[CH2-CH(CH3)2]=CH2, -C2H4-CH=CH-CH=CH2, -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH2, -CH=CH-C2H4-CH=CH2, -CH2-CH=CH-CH=CH-CH3, -CH=CH-CH2-CH=CH-CH3, -CH=CH-CH=CH-C2H5, -CH2-CH=CH-C(CH3)=CH2, -CH2-CH=C(CH3)-CH=CH2, -CH2-C(CH3)=CH-CH=CH2, -CH(CH3)-CH=CH-CH=CH2, -CH=CH-CH2-C(CH3)=CH2, -CH=CH-CH(CH3)-CH=CH2, -CH=C(CH3)-CH2-CH=CH2, C(CH3)=CH-CH2-CH=CH2, -CH=CH-CH=C(CH3)2, -CH=CH-C(CH3)=CH-CH3, -CH=C(CH3)-CH=CH-CH3, -C(CH3)=CH-CH=CH-CH3, -CH=C(CH3)-C(CH3)=CH2, -C(CH3)=CH-C(CH3)=CH2, -C(CH3)=C(CH3)-CH=CH2 및 -CH=CH-CH=CH-CH=CH2가 예시될 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.The term "alkenyl" or "alkenyl group" used in the present invention means a monovalent hydrocarbon chain containing carbon and hydrogen and containing at least one double bond in the chain, which is substituted by nitrogen, oxygen, sulfur or halogen atom It is possible. Such hydrocarbon chains may be branched or straight, and may be straight-chain. Examples of a non-limiting alkenyl or alkenyl group include -CH = CH 2 , -CH 2 -CH = CH 2 , -C (CH 3 ) = CH 2 , -CH═CH-CH 3 , -C 2 H 4 - CH = CH 2, -CH 2 -CH = CH-CH 3, -CH = CH-C 2 H 5, -CH 2 -C (CH 3) = CH 2, -CH (CH 3) -CH = CH, -CH = C (CH 3) 2 , -C (CH 3) = CH-CH 3, -CH = CH-CH = CH 2, -C 3 H 6 -CH = CH 2, -C 2 H 4 -CH = CH-CH 3, -CH 2 -CH = CH-C 2 H 5, -CH = CH-C 3 H 7, -CH 2 -CH = CH-CH = CH 2, -CH = CH-CH = CH -CH 3, -CH = CH-CH 2- CH = CH 2, -C (CH 3) = CH-CH = CH 2, -CH = C (CH 3) -CH = CH 2, -CH = CH- C (CH 3) = CH 2 , -C 2 H 4 -C (CH 3) = CH 2, -CH 2 -CH (CH 3) CH = CH 2, -CH (CH 3) -CH 2 -CH = CH 2, -CH 2 -CH = C (CH 3) 2, -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH 3, -CH (CH 3) -CH = CH-CH 3, -CH = CH- CH (CH 3) 2, -CH = C (CH 3) -C 2 H 5, -C (CH 3) = CH-C 2 H 5, -C (CH 3) = C (CH 3) 2, - C (CH 3) 2 -CH = CH 2, -CH (CH 3) -C (CH 3) = CH 2, -C (CH 3) = CH-CH = CH 2, -CH = C (CH 3) -CH = CH 2, -CH = CH -C (CH 3) = CH 2, -C 4 H 8 -CH = CH 2, -C 3 H 6 -CH = CH-CH 3, -C 2 H 4 - CH = CH-C 2 H 5 , -CH 2 -CH = CH-C 3 H 7, -CH = CH-C 4 H 9, -C 3 H 6 -C (CH 3) = CH 2, -C 2 H 4 -CH (CH 3 ) -CH═CH 2 , -CH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 -CH═CH 2 , -CH (CH 3 ) -C 2 H 4 -CH═CH 2 , -C 2 H 4 -CH = C (CH 3) 2, -C 2 H 4 -C (CH 3) = CH-CH 3, -CH 2 -CH (CH 3) -CH = CH-CH 3, -CH (CH 3) -CH 2 -CH = CH-CH 3, -CH 2 -CH = CH-CH (CH 3) 2, -CH 2 -CH = C (CH 3) -C 2 H 5, -CH 2 -C (CH 3) = CH-C 2 H 5, -CH (CH 3) -CH = CH-C 2 H 5, -CH = CH-CH 2 -CH (CH 3) 2, -CH = CH-CH (CH 3) - C 2 H 5, -CH = C (CH 3) -C 3 H 7, -C (CH 3) = CH-C 3 H 7, -CH 2 -CH (CH 3) -C (CH 3) = CH 2, -CH (CH 3) -CH 2 -C (CH 3) = CH 2, -CH (CH 3) -CH (CH 3) -CH = CH 2, -CH 2 -C (CH 3) 2 - CH = CH 2, -C (CH 3) 2 -CH 2 -CH = CH 2, -CH 2 -C (CH 3) = C (CH 3) 2, -CH (CH 3) -CH = C (CH 3) 2, -C (CH 3 ) 2 -CH = CH-CH 3, -CH (CH 3) -C (CH 3) = CH-CH 3, -CH = C (CH 3) -CH (CH 3 ) 2, -C (CH 3) = CH-CH (CH 3) 2, -C (CH 3) = C (CH 3) -C 2 H 5, -CH = CH-C (CH 3) 3, - C (CH 3) 2 -C ( CH 3) = CH 2, -CH (C 2 H 5) -C (CH 3) = CH 2, -C (CH 3) (C 2 H 5) -CH = CH 2, -CH (CH 3) -C (C 2 H 5) = CH 2, -CH 2 -C (C 3 H 7) = CH 2, -CH 2 -C (C 2 H 5) = CH-CH 3, -CH (C 2 H 5 ) -CH = CH-CH 3, -C (C 4 H 9) = CH 2, -C (C 3 H 7) = CH-CH 3, -C (C 2 H 5) = CH-C 2 H 5, -C (C 2 H 5) = C (CH 3) 2, -C [C (CH 3) 3 ] = CH 2 , -C [CH (CH 3 ) (C 2 H 5 )] = CH 2 , -C [CH 2 -CH (CH 3 ) 2 ] = CH 2 , -C 2 H 4 -CH = CH-CH = CH 2, -CH 2 -CH = CH-CH 2 -CH = CH 2, -CH = CH-C 2 H 4- CH = CH 2, -CH 2 -CH = CH-CH = CH- CH 3, -CH = CH-CH 2 -CH = CH-CH 3, -CH = CH-CH = CH-C 2 H 5, -CH 2 -CH = CH-C (CH 3) = CH 2, - CH 2 -CH = C (CH 3 ) -CH = CH 2, -CH 2 -C (CH 3) = CH-CH = CH 2, -CH (CH 3) -CH = CH-CH = CH 2, - CH = CH-CH 2- C (CH 3 ) ═CH 2 , -CH═CH-CH (CH 3 ) -CH═CH 2 , -CH═C (CH 3 ) -CH 2 -CH═CH 2 , C (CH 3 ) ═CH-CH 2 -CH═CH 2 , -CH═CH-CH═C (CH 3 ) 2 , -CH═CH-C (CH 3 ) ═CH-CH 3 , CH 3) -CH = CH-CH 3, -C (CH 3) = CH-CH = CH-CH 3, -CH = C (CH 3) -C (CH 3) = CH 2, -C (CH 3 ) = CH-C (CH 3 ) = CH 2, -C (CH 3) = C (CH 3) -CH = CH 2 and -CH = CH-CH = CH- CH = CH 2, but may be exemplified, The present invention is not limited thereto.

본 발명에 기재된 ‘아미노알킬’ 또는 ‘아미노알킬기’는 하기 화합물로 표시되는 것을 의미한다. 이때 하기 화합물에서 R은 (C1-C20)알킬일 수 있으며, 바람직하게는 (C1-C7)알킬일 수 있다. The 'aminoalkyl' or 'aminoalkyl group' described in the present invention means a compound represented by the following formula. In which R can be (C1-C20) alkyl, preferably (C1-C7) alkyl.

Figure pat00008
Figure pat00008

이의 비제한적인 일 예로, NH2-CH2-, NH2-CH2-CH2-, NH2-CH(CH3)-CH2-, NH2-CH2-CH(CH3)-, NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-, NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-, NH2-CH2-CH(CH3)-CH2-, NH2-CH2-CH2-CH(CH3)-, NH2-CH2-CH2-CH2- 등을 들 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.Non-limiting examples thereof include NH 2 -CH 2 -, NH 2 -CH 2 -CH 2 -, NH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 -, NH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) NH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, NH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, NH 2 -CH 2 -CH (CH 3) -CH 2 - , NH 2 -CH 2 -CH 2 -CH (CH 3 ) -, NH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 기재된 ‘알킬아미노’ 또는 ‘알킬아미노기’는 하기 화합물로 표시되는 것을 의미한다. 이때 하기 화합물에서 R11 및 R12는 서로 독립적으로 알킬 및 수소 중에서 선택될 수 있으며, R11 및 R12 중 적어도 하나는 알킬이다. 상기 알킬의 탄소수는 C1 내지 C20일 수 있으며, 바람직하게는 C1 내지 C7일 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.The term " alkylamino " or " alkylamino group " used in the present invention means those represented by the following compounds. Wherein R < 11 > and R < 12 > may be independently selected from alkyl and hydrogen, and at least one of R < 11 > and R < 12 > The carbon number of the alkyl may be C1 to C20, preferably C1 to C7. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.

Figure pat00009
Figure pat00009

본 발명에 기재된 ‘아미노알콕시’ 또는 ‘아미노알콕시기’는 하기 화합물로 표시되는 것을 의미한다. 이때 하기 화합물에서 R은 알킬렌이며, 상기 알킬렌의 탄소수는 C1 내지 C20일 수 있으며, 바람직하게는 C1 내지 C7일 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The 'aminoalkoxy' or 'aminoalkoxy group' described in the present invention means those represented by the following compounds. Wherein R is alkylene, and the number of carbon atoms of the alkylene may be C1 to C20, preferably C1 to C7. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.

Figure pat00010
Figure pat00010

본 발명에 기재된 ‘히드록시알킬’ 또는 ‘히드록시알킬기’는 하기 화합물로 표시되는 것을 의미한다. 이때 하기 화합물에서 R은 (C1-C20)알킬일 수 있으며, 바람직하게는 (C1-C7)알킬일 수 있으나, 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The "hydroxyalkyl" or "hydroxyalkyl group" described in the present invention means that the compound is represented by the following formula. Here, R in the following compounds may be (C1-C20) alkyl, preferably (C1-C7) alkyl, but this is only a specific example, and the present invention is not limited thereto.

Figure pat00011
Figure pat00011

본 발명의 일 예에 따른 질화막 식각 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.001 내지 5 중량% 및 인산 60 내지 98 중량%, 바람직하게는 상기 화합물 0.01 내지 3 중량% 및 인산 70 내지 95 중량%, 보다 바람직하게는 상기 화합물 0.05 내지 1 중량% 및 인산 75 내지 90 중량%를 포함할 수 있다. 이를 만족할 경우, 파티클 생성을 효과적으로 억제함은 물론 고온의 반도체 식각 공정 중에도 우수한 안정성으로 실리콘 질화막을 높은 식각 선택성으로 식각할 수 있는 효과가 있으며, 반복적인 식각 공정 후에도 실리콘 질화막에 대한 안정적인 식각속도 및 높은 식각 선택성을 유지할 수 있다. 뿐만 아니라, 실리콘 산화막의 이상 성장을 현저히 억제할 수 있다. 이때 상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함한다. The nitriding film etching composition according to an embodiment of the present invention comprises 0.001 to 5% by weight of the compound represented by Formula 1 and 60 to 98% by weight of phosphoric acid, preferably 0.01 to 3% by weight of the compound and 70 to 95% Preferably from 0.05 to 1% by weight of said compound and from 75 to 90% by weight of phosphoric acid. If this is the case, the formation of particles is effectively suppressed, and the silicon nitride film can be etched with a high etch selectivity with excellent stability even during a high-temperature semiconductor etching process, and even after the repeated etching process, Etch selectivity can be maintained. In addition, abnormal growth of the silicon oxide film can be remarkably suppressed. At this time, the silicon nitride film etching composition contains residual water such that the total weight of the composition is 100% by weight.

바람직한 일 예로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 조성물 전체 중량에 대하여 0.001 내지 5 중량%로 조성물에 포함될 경우, 상기 화합물의 함량 증가에 따른 효과를 극대화할 수 있으며, 실리콘 질화막에 대한 식각 속도가 저하될 수 있는 문제가 발생할 확률을 최소화할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. When the compound represented by the formula (1) is contained in the composition in an amount of 0.001 to 5% by weight based on the total weight of the composition, the effect of increasing the content of the compound can be maximized and the etching rate for the silicon nitride The probability of a possible problem can be minimized. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

바람직한 일 예로, 상기 인산이 조성물 전체 중량에 대하여 60 내지 98 중량%로 조성물에 포함될 경우, 파티클 발생 문제 및 실리콘 질화막 식각 속도가 저하되어 질화막이 용이하게 제거되지 않는 문제가 발생할 확률을 최소화할 수 있으며, 실리콘 산화막에 대한 식각 속도 증가에 따른 식각 선택비가 감소되는 문제가 발생할 확률을 최소화할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. As a preferred example, when the phosphoric acid is included in the composition in an amount of 60 to 98% by weight based on the total weight of the composition, the probability of occurrence of particles and problems in which the nitride film is not easily removed due to a decrease in the etching rate of the silicon nitride film can be minimized , It is possible to minimize the probability that the etching selectivity ratio is reduced due to the increase of the etching rate for the silicon oxide film. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

상기 인산은 주요 식각 물질로, 인산은 조성물 내에서 수소 이온을 제공하여 식각을 더 촉진시키는 역할을 한다. The phosphoric acid serves as a main etching material, and the phosphoric acid serves to accelerate the etching by providing hydrogen ions in the composition.

상기 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 반도체 공정용 탈이온수로서, 비저항값이 18 ㏁·cm 이상인 것일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The water is not particularly limited, but it is preferably deionized water. More preferably, the deionized water for semiconductor processing may have a specific resistance value of 18 MΩ · cm or more. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 암모늄계 화합물을 더 포함할 수 있다. 암모늄계 화합물이 더 사용될 경우, 장기간 처리 시에도 파티클 문제를 유발하지 않음은 물론, 보다 안정적으로 실리콘 질화막에 대한 식각속도 및 식각 선택비를 유지할 수 있으며, 반도체 소자의 식각시 발생하는 불량률을 최소화 할 수 있는 안정된 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물에 상기 암모늄계 화합물이 더 사용될 경우, 그 사용 함량은 크게 제한되는 것은 아니며, 예컨대 조성물 전체 중량에 대하여 암모늄계 화합물이 0.01 내지 3 중량%로 사용될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The silicon nitride film etching composition according to an exemplary embodiment of the present invention may further include an ammonium compound. When an ammonium compound is further used, it does not cause particle problems even during long-term treatment, and can more stably maintain the etching rate and etching selectivity for the silicon nitride film and minimize the defect rate that occurs during etching of the semiconductor device A stable silicon nitride film etching composition can be provided. When the ammonium-based compound is further used in the silicon nitride-based etching composition according to the present invention, the amount of the ammonium-based compound to be used is not limited. For example, the ammonium-based compound may be used in an amount of 0.01 to 3% by weight based on the total weight of the composition. However, this is a preferred example, and the present invention is not limited thereto.

상기 암모늄계 화합물의 비한정적인 일 예로, 황산암모늄, 인산암모늄, 질산암모늄, 아세트산암모늄, 중탄산암모늄 및 염화암모늄 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Non-limiting examples of the ammonium-based compound include, but are not limited to, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium nitrate, ammonium acetate, ammonium bicarbonate, ammonium chloride, and the like.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 임의의 첨가제는 계면활성제, 산화방지제, 부식방지제 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으나, 이 외에도 다양한 첨가제가 사용될 수 있다. 이때 임의의 첨가제는 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 3 중량%로 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The silicon nitride film etching composition according to an exemplary embodiment of the present invention may further include any additive conventionally used in the art. The optional additives may include one or more selected from a surfactant, an antioxidant, a corrosion inhibitor, and the like, but various other additives may be used. In this case, optional additives may be used in an amount of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.01 to 3% by weight based on the total weight of the composition, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 하기 관계식 1의 식각 선택비(ESiNx/ESiO2), 구체적으로 하기 관계식 2의 식각 선택비(ESiNx/ESiO2), 바람직하게는 하기 관계식 3의 식각 선택비(ESiNx/ESiO2), 보다 바람직하게는 하기 관계식 4의 식각 선택비(ESiNx/ESiO2)를 만족하는 것일 수 있으나, 상기 수치 범위에 제한받지 않는다. 이때 하기 관계식 1 내지 4에서, ESiNx는 실리콘 질화막의 식각속도이며, ESiO2는 실리콘 산화막의 식각속도이다.The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention has an etching selectivity (E SiNx / E SiO2 ) of the following relational expression 1, specifically, an etching selectivity (E SiNx / E SiO2 ) of the following relational expression 2, the choice of etch ratio (E SiNx / SiO2 E), may be to satisfy more preferably etch selectivity (E SiNx / SiO2 E) the following relation 4, but not limited to the numerical range. In the following relational expressions 1 to 4, E SiNx is the etching rate of the silicon nitride film, and E SiO2 is the etching rate of the silicon oxide film.

[관계식 1][Relation 1]

200 ≤ ESiNx/ESiO2 200? E SiNx / E SiO2

[관계식 2][Relation 2]

200 ≤ ESiNx/ESiO2 ≤ 2,500200? E SiNx / E SiO2 ? 2,500

[관계식 3][Relation 3]

300 ≤ ESiNx/ESiO2 ≤ 2,250300? E SiNx / E SiO2 ? 2,250

[관계식 4][Relation 4]

450 ≤ ESiNx/ESiO2 ≤ 2,000450? E SiNx / E SiO2 ? 2,000

본 발명에서 언급되는 ‘식각 선택비(ESiNx/ESiO2)’는 실리콘 산화막의 식각속도(ESiO2) 대비 실리콘 질화막의 식각속도(ESiNx)의 비를 의미한다. 또한 실리콘 산화막의 식각속도가 거의 0에 가까워지거나 식각 선택비의 값이 큰 경우, 실리콘 질화막을 보다 선택적으로 식각할 수 있음을 의미한다.The 'etch selectivity ratio (E SiNx / E SiO2 )' referred to in the present invention 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. It also means that the silicon nitride film can be etched more selectively if the etch rate of the silicon oxide film is close to zero or if the etch selectivity ratio is large.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반복적인 식각 공정 후의 식각속도 감소율은 하기 관계식 5, 구체적으로 하기 관계식 6, 바람직하게는 하기 관계식 7을 만족하는 것일 수 있으나, 상기 수치 범위에 제한받지 않는다. 이때 하기 관계식 5 내지 7에서, △ERDSiNx는 실리콘 질화막에 대한 초기 식각속도 대비 식각속도 감소율이다.The etching rate reduction rate of the silicon nitride film etching composition according to an exemplary embodiment of the present invention may be such that the etching rate reduction rate after the repeated etching process satisfies the following relational expression 5, specifically the following relational expression 6, and preferably the following relational expression 7, Do not. Herein, in the following relational expressions 5 to 7 ,? ERD SiNx is the etching rate reduction rate with respect to the initial etching rate for the silicon nitride film.

[관계식 5][Equation 5]

△ERDSiNx ≤ 0.7%? ERD SiNx ? 0.7%

[관계식 6][Relation 6]

0.001 ≤ △ERDSiNx ≤ 0.7%0.001? ERD SiNx ? 0.7%

[관계식 7][Relation 7]

0.01 ≤ △ERDSiNx ≤ 0.5%0.01? DELTA ERD SiNx ? 0.5%

즉, 본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반복 사용될 경우에도, 식각 선택비의 감소 변화가 실질적으로 없어 매우 안정적이고 높은 식각 선택비를 유지할 수 있으며, 공정효율이 우수한 장점이 있다. That is, even when the silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention is used repeatedly, the etching selectivity ratio does not change substantially and the etching selectivity can be maintained very stably, and the etching selectivity can be maintained.

본 발명에서 언급되는 ‘식각속도 감소율(Etch rate drift, △ERD)’은 동일한 식각 조성물을 이용하여 식각 공정을 반복(2 회 이상) 수행하는 경우, 초기 식각속도 대비 식각속도의 변화율을 의미한다. 구체적으로, 식각속도 감소율 △ERD는 하기 수학식 1로 계산된다. 하기 수학식 1에서 n은 2 이상의 자연수이다. The 'Etch rate drift (ΔERD)' referred to in the present invention 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 by the following equation (1). In the following expression (1), n is a natural number of 2 or more.

[수학식 1][Equation 1]

△ERD(%) = [1 - {(n 회 이상 사용 시 식각속도) / (1 회 사용 시 식각속도)}]×100△ ERD (%) = [1 - {(etch rate when using n times or more) / (etch rate when used once)}] × 100

일반적으로 식각 공정을 반복 수행함에 따라, 식각속도 등의 식각 특성이 감소되는 경향을 보일 수 있음에 따라 이의 척도로서 감소율이라 정의하며, 변화율 역시 동일한 의미로 해석됨은 물론이다. Since the etch characteristics such as the etching rate tend to decrease as the etching process is repeatedly performed, the rate of decrease is defined as a measure of the etching rate, and the rate of change is interpreted in the same sense.

또한 본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반복적인 식각 공정 후에도 식각 선택비의 변화가 0.5 이하, 좋게는 0 내지 0.4, 보다 좋게는 0 내지 0.3일 수 있다. 즉, 반복 사용됨에도 식각 선택비의 변화가 거의 없어 매우 안정적이고 공정효율이 우수한 장점이 있다. Also, the silicon nitride film etching composition according to an exemplary embodiment of the present invention may have a change in etching selectivity of 0.5 or less, preferably 0 to 0.4, more preferably 0 to 0.3 after repeated etching. That is, even when it is repeatedly used, there is little change in etch selectivity, which is very stable and advantageous in process efficiency.

본 발명에서 언급되는 ‘식각 선택비의 변화’는 동일한 식각 조성물을 이용하여 2 회 이상 식각 공정을 반복 수행하는 경우, 초기 식각 선택비 대비 식각 선택비의 차이에 대한 절대값을 의미한다. The 'change in etch selectivity ratio' referred to in the present invention means the absolute value of the difference between the initial etch selectivity versus etch selectivity when the etch process is repeated two or more times using the same etch composition.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화막에 대한 식각속도가 30 내지 250 Å/min 일 수 있으며, 바람직하게는 40 내지 225 Å/min, 보다 바람직하게는 100 내지 200 Å/min일 수 있다. The etching rate for the silicon nitride film may be 30 to 250 Å / min, preferably 40 to 225 Å / min, and more preferably 100 to 200 Å / min .

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 전술한 화합물을 포함함에 따라, 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재하는 경우, 실리콘 산화막에 대하여 식각 영향을 실질적으로 끼치지 않으면서 실리콘 질화막만을 선택적으로 식각할 수 있고, 그 속도가 빠르며, 기판 표면에 파티클을 유발하지 않아 반도체 소자를 제조하는데 있어 불량 문제를 최소화 할 수 있다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention can selectively etch only the silicon nitride film without substantially causing the etching effect on the silicon oxide film when the silicon nitride film and the silicon oxide film are mixed, The speed is fast, and particles are not caused on the surface of the substrate, so that the problem of defects in manufacturing a semiconductor device can be minimized.

또한 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 고온 안정성을 가짐으로써, 고온으로 가열된 인산이 실리콘 산화막을 식각하는 문제를 효과적으로 억제하고, 따라서 이물질이 발생하지 않아 기판 불량을 막을 수 있으며, 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하여 우수한 반도체 소자 특성을 구현할 수 있다. Further, the silicon nitride film etching composition according to the present invention has a high temperature stability, effectively suppressing the problem of etching the silicon oxide film by the phosphoric acid heated at a high temperature, thereby preventing foreign matter from being formed and preventing substrate defects. So that excellent semiconductor device characteristics can be realized.

뿐만 아니라 본 발명에서는 식각 시 실리콘 산화막에 영향 실질적으로 주지 않으며, 구체적으로 식각 시 실리콘 산화막의 이상 성장을 방지할 수 있거나 최소화할 수 있음에 따라 보다 안정적인 식각 조성물을 제공할 수 있다. In addition, the present invention does not substantially affect the silicon oxide film during etching, and more specifically, it is possible to prevent or minimize the abnormal growth of the silicon oxide film during etching, thereby providing a more stable etching composition.

본 발명에서는 전술한 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 방법도 제공한다. 이때 상기 식각하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 수행될 수 있으며, 이는 당업계 주지의 방법에 따라 수행될 수 있으며, 침지시키는 방법, 분사(spray)하는 방법 등을 예로 들 수 있다. The present invention also provides a method of selectively etching a silicon nitride film to a silicon oxide film using the above-described silicon nitride film etching composition. The etching may be performed according to a method commonly used in the art, and may be performed according to a method well known in the art, for example, an immersion method, a spray method, or the like .

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 반도체 소자의 제조 방법에도 이용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하여 수행되는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 교대로 적층되거나 혼재되어 있는 경우 실리콘 질화막에 대한 선택적 식각이 가능하다. 또한 종래 식각 공정에서 문제가 되었던 파티클 발생을 방지하여 공정의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다. 이때 상기 반도체 소자의 종류는 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. The silicon nitride film etching composition according to the present invention can also be used in a method of manufacturing a semiconductor device. According to the method for fabricating a semiconductor device including the etching process performed using the silicon nitride film etching composition according to the present invention, selective etching of the silicon nitride film is performed when the silicon nitride film and the silicon oxide film are alternately stacked or mixed It is possible. In addition, it is possible to prevent the generation of particles, which have been a problem in the conventional etching process, and to ensure the stability and reliability of the process. At this time, the kind of the semiconductor device is not particularly limited in the present invention.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 기판 상에 형성된 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중 실리콘 질화막을 선택적으로 식각한다. As described above, the silicon nitride film etching composition according to the present invention selectively etches the silicon nitride film in the silicon oxide film and the silicon nitride film formed on the substrate.

상기 기판은 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 예컨대 실리콘, 석영, 유리, 실리콘 웨이퍼, 고분자, 금속 및 금속 산화물 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 상기 고분자 기판의 일 예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 환상올레핀 폴리머(cycloolefin polymer) 등과 같은 필름 기판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The substrate may be made of various materials such as silicon, quartz, glass, silicon wafer, polymer, metal, and metal oxide, but is not limited thereto. As an example of the polymer substrate, a film substrate such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, polyethylene naphthalate, cycloolefin polymer, or the like may be used , But is not limited thereto.

본 발명의 일 예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 식각 공정 시 고온에서 수행되는 것이 바람직할 수 있으며, 구체적으로, 공정 온도는 50 내지 300℃, 좋게는 100 내지 200℃일 수 있으나, 적정 온도는 다른 공정과 기타 요인을 고려하여 필요에 따라 변경될 수 있다. The silicon nitride film etching composition according to an embodiment of the present invention may be preferably performed at a high temperature in the etching process. Specifically, the process temperature may be 50 to 300 ° C, preferably 100 to 200 ° C, It can be changed as necessary considering process and other factors.

따라서 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 각 식각 공정에서, 실리콘 산화막에 대하여 실리콘 질화막의 선택적 식각이 필요한 여러 과정에 효율적으로 사용될 수 있다. Therefore, the silicon nitride film etching composition according to the present invention can be efficiently used in various processes requiring selective etching of the silicon nitride film with respect to the silicon oxide film in each etching process.

또한 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용한 식각 방법에 따르면, 반복적인 식각 공정을 수행함에도 파티클 문제를 유발하지 않아 보다 안정적인 식각을 가능하도록 한다. 뿐만 아니라 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하고, 그 속도가 빠르고, 실리콘 질화막에 대한 선택비가 매우 높음에 따라, 실리콘 산화막이 불필요하게 또는 과도하게 제거되거나 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, according to the etching method using the silicon nitride film etching composition according to the present invention, even though the etching process is repeated, the problem of particles is not caused, so that stable etching can be performed. In addition, it is possible to effectively prevent the silicon oxide film from being unnecessarily or excessively removed or damaged as the silicon nitride film is selectively etched, its speed is fast, and the selectivity to the silicon nitride film is very high.

본 발명에서 언급되는 ‘실리콘 질화막’은 SiN막, SiON막, doped SiN막 등 다양한 실리콘계 질화막일 수 있으며, 이러한 실리콘계 질화막을 포함하는 개념으로서, 구체적인 일 예로, 게이트 전극 등의 형성 시 절연막으로 주로 사용되는 막질을 의미할 수 있다. 하지만 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하기 위한 목적을 가지는 기술분야라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. The 'silicon nitride film' referred to in the present invention may be various silicon nitride films such as SiN films, SiON films, and doped SiN films. As a concept including such silicon nitride films, for example, they are mainly used as insulating films Can be considered as a membrane quality. However, the present invention can be used without limitation as long as it is a technical field for the purpose of selectively etching the silicon nitride film compared to the silicon oxide film.

또한 본 발명에서 언급되는 ‘실리콘 산화막’은 당업계에서 통상적으로 사용되는 실리콘 산화막이라면 제한되지 않으며, 일 예로, 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, LP-TEOS(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. 하지만 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. The 'silicon oxide film' referred to in the present invention is not limited as long as it is a silicon oxide film commonly used in the art. Examples of the silicon oxide film include a spin on dielectric (SOD) film, a high density plasma (HDP) film, (Borosilicate Glass) film, PSG (Polysilazane) film, FSG (Fluorinated Silicate Glass) film, LP-TEOS (Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate) film, BPSG (Phospho Silicate Glass) Film, a high temperature oxide (HTO) film, a medium temperature oxide (MTO) film, a USG (undoped silicate glass) film, a SOG (spin on glass) film, an APL ) Film, an ALD (Atomic Layer Deposition) film, a PE-oxide film (Plasma Enhanced oxide), an O3-TEOS (O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate) film, and a combination thereof. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.

이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the present invention is described in more detail with reference to the following Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following Examples.

하기 표 1에 기재된 조성비로 각 성분을 혼합한 후 상온에서 5 분간 500 rpm의 속도로 교반하여 실리콘 질화막 식각 조성물을 제조하였다. 물의 함량은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량으로 하였다. The components were mixed at the composition ratios shown in the following Table 1 and 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.

[실시예 2 내지 실시예 4][Examples 2 to 4]

하기 표 1에 기재된 바와 같이 조성을 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 독립적으로 수행하여 실리콘 질화막 식각 조성물을 각각 제조하였다. Except that the composition was changed as shown in Table 1 below, in the same manner as in Example 1, thereby preparing respective silicon nitride film etching compositions.

[비교예 1 내지 비교예 3][Comparative Examples 1 to 3]

하기 표 1에 기재된 바와 같이 화합물을 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 독립적으로 수행하여 실리콘 질화막 식각 조성물을 각각 제조하였다. Except that the compounds were changed as shown in the following Table 1, the silicon nitride film etching compositions were respectively prepared.

조성 및 조성비Composition and composition ratio 인산(wt%)Phosphoric acid (wt%) 화학식 1로 표시되는 화합물The compound represented by the formula (1) 물(wt%)Water (wt%) 성분ingredient 함량(wt%)Content (wt%) 실시예 1Example 1 8585 Si-1Si-1 0.050.05 잔량Balance 실시예 2Example 2 8585 Si-1Si-1 0.100.10 실시예 3Example 3 8585 Si-2Si-2 0.100.10 실시예 4Example 4 8585 Si-3Si-3 0.100.10 실시예 5Example 5 8585 Si-4Si-4 0.100.10 비교예 1Comparative Example 1 8585 -- -- 비교예 2Comparative Example 2 8585 B-1B-1 0.100.10 비교예 3Comparative Example 3 8585 B-2B-2 0.100.10 Si-1 : 비스(3-트리에톡시실릴프로필)아민(Bis(3-triethoxysilylpropyl)amine)
Si-2 : N,N'-비스[(3-트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민(N,N'-Bis[(3-trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine)
Si-3 : 비스(메틸디에톡시실릴프로필)아민(Bis(methyldiethoxysilylpropyl)amine)
Si-4 : N,N'-비스(2-히드록시에틸)-N,N'-비스(트리메톡시실릴프로필)에틸렌디아민(N,N'-bis(2-hydroxyethyl)-N,N'-bis(trimethoxysilylpropyl)ethylenediamine)
B-1 : 3-아미노프로필실란올(3-Aminopropylsilantriol)
B-2 : N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민(N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine)
Si-1: Bis (3-triethoxysilylpropyl) amine (bis (3-triethoxysilylpropyl) amine)
Si-2: N, N'-bis [(3-trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine (N,
Si-3: bis (methyldiethoxysilylpropyl) amine (Bis (methyldiethoxysilylpropyl) amine)
Si-4: N, N'-bis (2-hydroxyethyl) -N, N'-bis (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine -bis (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine)
B-1: 3-Aminopropylsilanetriol
B-2: N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine (N- [3- (Trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine)

실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 식각량 및 식각속도 측정 방법Etching amount and etching rate measurement method of silicon nitride film and silicon oxide film

실시예 1 내지 실시예 5, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 각각의 식각 조성물의 식각량 및 식각속도 등의 식각 성능을 평가하였다. The etching performance of each of the etching compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated.

구체적으로, 화학기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD)으로 반도체 제조 공정과 동일하게 증착하여 실리콘 질화막(SiN막) 웨이퍼 및 실리콘 산화막(LP-TEOS(Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate)) 웨이퍼를 각각 준비하였다. Specifically, a silicon nitride film (SiN film) wafer and a silicon oxide film (LP-TEOS (Low Pressure Tetra Ethyl Ortho Silicate)) wafer were prepared by the same process as the semiconductor manufacturing process by chemical vapor deposition (CVD) .

상기 각각의 식각 조성물을 이용한 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 163℃의 식각 온도로 유지되는 상기 각각의 식각 조성물에 웨이퍼를 각각 10 분씩 침지하여 식각 공정을 진행하였다. 식각이 완료된 후에 초순수로 세정한 후 건조 장치를 이용하여 잔여 식각액 및 수분을 완전히 건조시켜 식각 성능을 평가하였다. 이의 결과는 하기 표 2에 기재되었다. Before the etching using each of the above etching compositions was started, the thickness before etching was measured using an Ellipsometer (JA WOOLLAM, M-2000U) as a thin film thickness measuring instrument. The wafers were immersed in each of the above etching compositions maintained at an etching temperature of 163 DEG C in a quartz bath for 10 minutes each to conduct an etching process. 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 to evaluate the etching performance. The results are shown in Table 2 below.

또한 식각 프로세스를 1 배치로 하여 식각 조성물의 교환 없이 이를 반복 사용하는 방법으로 10 배치를 수행하여 식각 성능을 평가하였다. In addition, the etching performance was evaluated by performing 10 batches by repeating the etching process without changing the etching composition in one batch.

식각속도는 엘립소미터(Ellipsometer, J.A WOOLLAM社, M-2000U)를 이용하여 식각 전의 두께와 식각 후의 두께의 차이를 식각 시간(분)으로 나누어 산출하였다. 이의 결과는 하기 표 3에 기재되었다. The etch rate was calculated by dividing the difference between the thickness before etching and the thickness after etching using an ellipsometer (Ellipsometer, JA WOOLLAM, M-2000U) divided by the etching time (minute). The results are shown in Table 3 below.

실리콘 산화막에 대한 실리콘 질화막의 선택적 식각 특성 평가Evaluation of Selective Etch Characteristics of Silicon Nitride Films on Silicon Oxide Films

상기 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 식각량 및 식각속도를 측정한 결과로부터, 실리콘 질화막의 식각속도와 실리콘 산화막의 식각속도의 비에 의해 식각 선택비(실리콘 질화막의 식각속도/실리콘 산화막의 식각속도)를 계산하여 하기 표 2 및 표 3에 기재하였다. The etching selectivity ratio (etching rate of the silicon nitride film / etching rate of the silicon oxide film) was determined by the ratio of the etching rate of the silicon nitride film to the etching rate of the silicon oxide film, from the measurement results of the etching amount and the etching rate of the silicon nitride film and the silicon oxide film The results are shown in Tables 2 and 3 below.

공정온도(℃)Process temperature (캜) 식각속도(Å/min)Etching speed (Å / min) 선택비(ESiNx/ESiO2)Selectivity (E SiNx / E SiO2 ) 질화막(ESiNx)The nitride film (E SiNx ) 산화막(ESiO2)The oxide film (E SiO2 ) 실시예 1Example 1 163163 167.0167.0 0.290.29 576576 실시예 2Example 2 163163 165.1165.1 0.100.10 1,6501,650 실시예 3Example 3 163163 166.0166.0 0.120.12 1,3831,383 실시예 4Example 4 163163 168.2168.2 0.330.33 509509 실시예 5Example 5 163163 164.4164.4 0.090.09 1,8221,822 비교예 1Comparative Example 1 163163 170.2170.2 2.912.91 5858 비교예 2Comparative Example 2 163163 166.0166.0 1.991.99 8383 비교예 3Comparative Example 3 163163 165.3165.3 2.022.02 8282

상기 표 2에서와 같이, 실시예들의 모두 비교예들과 비교하여 질화막에 대한 식각속도 및 산화막 대비 질화막에 대한 식각 선택비가 현저히 우수한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 2, it can be seen that the etch rate for the nitride film and the etching selectivity for the nitride film relative to the oxide film are significantly superior to the comparative examples in all of the embodiments.

또한 R1 내지 R6이 모두 알콕시인 화학식 1을 만족하는 화합물이 사용된 실시예 2의 경우, R1 및 R4가 각각 알킬기인 화학식 1을 만족하는 화합물이 사용된 실시예 4의 경우와 비교하여 산화막 대비 질화막에 대한 식각 선택비가 3 배 이상 보다 우수함을 확인할 수 있다.Further, in the case of Example 2 in which a compound satisfying the formula (1) wherein R 1 to R 6 are all alkoxy was used, comparison with the case of the example 4 in which a compound satisfying the formula (1) wherein R 1 and R 4 are each an alkyl group was used The etch selectivity ratio of the oxide film to the nitride film is more than three times higher than that of the oxide film.

공정온도(℃)Process temperature (캜) 배치 횟수Number of batches 질화막 식각 속도 (A/min)Nitride film etching rate (A / min) 질화막 식각 속도 감소율(%)Etching rate reduction rate of nitride film (%) 산화막 이상 성장 발생 수준(Å)Oxide film abnormal growth occurrence level (A) 실시예 1Example 1 163163 1One 167.0167.0 -- 00 1010 166.5166.5 0.320.32 00 실시예 2Example 2 163163 1One 165.1165.1 -- 00 1010 164.4164.4 0.400.40 00 실시예 3Example 3 163163 1One 166.1166.1 -- 00 1010 165.9165.9 0.130.13 00 실시예 4Example 4 163163 1One 168.2168.2 -- 00 1010 167.8167.8 0.220.22 00 실시예 5Example 5 163163 1One 164.4164.4 -- 00 1010 163.8163.8 0.350.35 00 비교예 1Comparative Example 1 163163 1One 170.2170.2 -- 00 1010 161.2161.2 5.35.3 120120 비교예 2Comparative Example 2 163163 1One 166.4166.4 -- 00 1010 159.9159.9 3.93.9 9090 비교예 3Comparative Example 3 163163 1One 165.3165.3 -- 00 1010 160.0160.0 3.23.2 7575

상기 표 3에서와 같이, 비교예들의 경우 산화막 이상 성장이 발생한 반면, 실시예들의 경우 모두는 산화막 이상 성장이 발생하지 않아, 반복 사용에 따른 안정성이 현저히 우수한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 3, in the comparative examples, abnormal growth of the oxide film occurred, but in all of the examples, the oxide film abnormal growth did not occur, and it was confirmed that the stability after repeated use was remarkably excellent.

전술한 바와 같이, 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화막을 선택적으로 식각 가능하게 함은 물론, 장기간의 사용 및 반복 사용에도 초기의 식각능의 저하가 거의 없고 안정성이 매우 우수함에 따라 생산 효율을 현저하게 높일 수 있었다. 또한 식각 공정 시 실리콘 산화막의 막질 손상을 최소화함과 동시에 파티클 발생을 방지하여 고품질의 반도체 소자를 제공할 수 있음을 알 수 있다. As described above, the silicon nitride film etching composition according to the present invention including the compound represented by the general formula (1) not only enables the silicon nitride film to be selectively etched, but also deteriorates the initial etching performance And the stability was excellent, the production efficiency was remarkably increased. In addition, it can be seen that damage to the film of the silicon oxide film is minimized during the etching process, and the generation of particles is prevented, thereby providing a high-quality semiconductor device.

Claims (11)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 인산 및 물을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00012

(상기 화학식 1에서,
n은 0 내지 10의 정수이며;
X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬렌이며;
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C20)알킬, (C1-C20)알콕시, (C2-C20)알케닐, 아미노(C1-C20)알킬, (C1-C20)알킬아미노 및 아미노(C1-C20)알콕시 중에서 선택되며;

R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C20)알킬, (C2-C20)알케닐, 히드록시(C1-C20)알킬 및 아미노(C1-C20)알킬 중에서 선택된다)
1. A silicon nitride film etching composition comprising a compound represented by the following formula (1), phosphoric acid and water.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00012

(In the formula 1,
n is an integer from 0 to 10;
X 1 to X 3 independently of one another are (C 1 -C 7) alkylene;
R 1 to R 6 independently of one another are selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 20) alkyl, (C 1 -C 20) alkoxy, (C 2 -C 20) alkenyl, Amino and amino (C1-C20) alkoxy;

R 7 and R 8 are independently selected from hydrogen, (C 1 -C 20) alkyl, (C 2 -C 20) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 20) alkyl and amino (C 1 -C 20)
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 할로겐, 히드록시, (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택되며;
R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소, (C1-C7)알킬, (C2-C7)알케닐, 히드록시(C1-C7)알킬 및 아미노(C1-C7)알킬 중에서 선택되는 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
In Formula 1,
R 1 to R 6 independently of one another are selected from the group consisting of halogen, hydroxy, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 1 -C 7) alkoxy, (C 2 -C 7) Amino and amino (C1-C7) alkoxy;
R 7 and R 8 are independently selected from hydrogen, (C 1 -C 7 ) alkyl, (C 2 -C 7 ) alkenyl, hydroxy (C 1 -C 7) alkyl and amino (C 1 -C 7) alkyl.
제2항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬, (C1-C7)알콕시, (C2-C7)알케닐, 아미노(C1-C7)알킬, (C1-C7)알킬아미노 및 아미노(C1-C7)알콕시 중에서 선택되는 실리콘 질화막 식각 조성물.
3. The method of claim 2,
In Formula 1,
R 1 to R 6 are independently (C1-C7) alkyl, (C1-C7) alkoxy, (C2-C7) alkenyl, amino (C1-C7) alkyl, (C1-C7) alkylamino, and amino (C1 each other -C7) alkoxy. ≪ / RTI >
제3항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1은 (C1-C7)알콕시이고,
R2 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C7)알킬 또는 (C1-C7)알콕시인 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method of claim 3,
In Formula 1,
R < 1 > is (C1-C7)
R 2 to R 6 are independently of each other (C 1 -C 7) alkyl or (C 1 -C 7) alkoxy.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
n은 0 내지 4이며;
X1 내지 X3은 서로 독립적으로 (C1-C5)알킬렌인 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
In Formula 1,
n is from 0 to 4;
X 1 to X 3 are each independently (C 1 -C 5) alkylene.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
n은 0 또는 1이며;
R1 내지 R6은 서로 독립적으로 (C1-C4)알킬 또는 (C1-C4)알콕시인 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
In Formula 1,
n is 0 or 1;
R 1 to R 6 are independently of each other (C 1 -C 4) alkyl or (C 1 -C 4) alkoxy.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것으로 표시되는 실리콘 질화막 식각 조성물.
Figure pat00013
The method according to claim 1,
Wherein the compound represented by Formula 1 is selected from the following compounds.
Figure pat00013
제1항에 있어서,
하기 관계식 1의 식각 선택비를 만족하는 실리콘 질화막 식각 조성물.
[관계식 1]
200 ≤ ESiNx/ESiO2
(상기 관계식 1에서, ESiNx는 실리콘 질화막의 식각속도이며, ESiO2는 실리콘 산화막의 식각속도이다)
The method according to claim 1,
Wherein the etching selectivity of the silicon nitride film satisfies the following relation (1).
[Relation 1]
200? E SiNx / E SiO2
(Where E SiNx is the etching rate of the silicon nitride film and E SiO2 is the etching rate of the silicon oxide film in the relational expression 1)
제1항에 있어서,
반복적인 식각 공정 후의 식각속도 감소율은 하기 관계식 5를 만족하는 실리콘 질화막 식각 조성물.
[관계식 5]
△ERDSiNx ≤ 0.7%
(상기 관계식 5에서, △ERDSiNx는 실리콘 질화막에 대한 초기 식각속도 대비 식각속도 감소율이며, △ERDSiO2는 실리콘 산화막에 대한 초기 식각속도 대비 식각속도 감소율이다)
The method according to claim 1,
Wherein the etching rate reduction rate after the repetitive etching process satisfies the following relational expression (5).
[Equation 5]
? ERD SiNx ? 0.7%
(DELTA ERD SiNx is the reduction rate of the etching rate with respect to the silicon nitride film relative to the initial etching rate, and DELTA ERD SiO2 is the reduction rate of the etching rate with respect to the initial etching rate with respect to the silicon oxide film)
제1항에 있어서,
실리콘 질화막에 대한 식각속도가 30 내지 250 Å/min인 실리콘 질화막 식각 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the etching rate for the silicon nitride film is 30 to 250 A / min.
제1항 내지 제10항에서 선택되는 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각 조성물을 이용하는 식각 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. A method of manufacturing a semiconductor device comprising an etching process using a silicon nitride film etching composition according to any one of claims 1 to 10.
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