KR20200114727A - 실리콘 질화막 식각 조성물 - Google Patents

실리콘 질화막 식각 조성물 Download PDF

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KR20200114727A
KR20200114727A KR1020190036937A KR20190036937A KR20200114727A KR 20200114727 A KR20200114727 A KR 20200114727A KR 1020190036937 A KR1020190036937 A KR 1020190036937A KR 20190036937 A KR20190036937 A KR 20190036937A KR 20200114727 A KR20200114727 A KR 20200114727A
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etching
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김정환
정명일
최경묵
최한영
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 포함하는 하는 것을 특징으로 한다.

Description

실리콘 질화막 식각 조성물{ETCHING COMPOSITION FOR SILICON NITRIDE LAYER}
본 발명은 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 질화막은 실리콘 산화막층의 위 또는 아래에 존재하거나 교대로 적층된다. 또한 웨이퍼 상에 소자 절연막을 형성시킬 때 하드 마스크로서 실리콘 질화막이 이용된다.
반도체 제조 과정 중 기판상에 형성된 실리콘 질화막(SiNx) 패턴을 제거하기 위해 고온으로 가열된 인산용액을 이용하는 식각방법이 알려져 있다. 이 방법은 일반적으로 식각액을 깨끗이 유지하기 위해 식각액을 여과 순환하여 식각액 중에 포함되어 있는 다른 불순물들을 제거함과 동시에 석출되는 규소화합물을 제거하는 공정을 수반한다.
또한 식각액 중에 불소화합물을 첨가하여 저온 공정을 통한 실리콘 질화막을 선택적으로 제거하는 방법도 제안되고 있다. 그러나 이러한 방법은 불소화합물의 낮은 끓는점으로 인해 공정의 안정성 확보가 어려울 뿐만 아니라, 불소화합물이 인체 및 환경에 유해하여 현재 지양되고 있다.
대한민국 등록특허 제1769349호는 실리콘 질화막 식각용 조성물에 관한 것으로서, 인산(H3PO4), 인산 개질 실리카(SiO2), 및 물로 이루어지며, 상기 인산 개질 실리카는 180 내지 220℃의 무수상태의 인산과 실리카 분말을 반응시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 식각용 조성물과, 인산(H3PO4), 인산 개질 규산(silicic acid), 및 물로 이루어지며, 상기 인산 개질 규산은 180 내지 220℃의 무수상태의 인산과 규산을 반응시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 식각용 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 제2017-0126049호는 실리콘 질화막 식각 용액에 관한 것으로서, 무기산 수용액; 1 내지 6개의 실리콘 원자를 포함하며, 세 개 이상의 친수성 작용기가 결합된 적어도 하나의 실리콘 원자를 포함하는 제1 실란 화합물; 1 내지 6개의 실리콘 원자를 포함하며, 하나의 실리콘 원자에 결합된 친수성 작용기의 수가 최대 두 개인 제2 실란 화합물; 및 불소-함유 화합물;을 포함하는, 실리콘 질화막 식각 용액에 관한 내용을 개시하고 있다.
그러나, 실리카, 규산 등을 인산과 같은 무기산과 반응시켜 얻어진 반응물들은 물과 혼합 시, 실리카 및 규산의 자체 뭉침 현상으로 인하여 입자를 형성할 수 있다. 이로 인하여, 실제 공정에서 식각액 조성물에 기판을 처리한 후 린스 과정에서 입자가 형성되고, 형성된 입자가 기판에 잔류하여 후속 공정에서 불량 발생 및 수율 저하 등의 문제가 초래될 수 있다.
또한, TEOS(Tetra ethoxysilane)와 같은 알콕시를 포함한 유기 실란 화합물의 경우 물이 존재하는 인산과 같은 무기산과 혼합 시, 가수분해 반응에 의해 알코올이 생성되고, 생성된 알코올로 인해 식각 조성물의 끓는점이 낮아지는 문제가 다소 발생하고 있다. 통상적인 실리콘 질화물의 식각 공정은 150 내지 170℃ 정도의 고온 공정으로 이루어지는데, 알코올을 함유하게 된 식각 조성물은 고온에서 심하게 끓어서 공정 안정성이 저하되는 문제가 초래될 수 있다.
대한민국 등록특허 제1769349호(2017.08.11.) 대한민국 공개특허 제2017-0126049호(2017.11.16.)
본 발명은 용해성이 개선되고, 첨가제, 즉 실리콘 질화막 식각 조성물 내에 포함되는 첨가제 및/또는 반응물 자체의 뭉침에 의한 파티클 발생이 억제되어 기판 표면의 파티클 잔류 문제를 해결할 수 있는 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 용해성이 우수하고, 뭉침에 의한 파티클 발생이 억제되어 기판 표면의 파티클 잔류 현상을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 이점이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 한 양태는, 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 용해성이 우수하고, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 자체의 파티클 발생이 억제되어 기판 표면에 파티클이 잔류하는 문제를 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 이점이 있다.
상기 실리콘 질화물은 본 발명에서 실리콘 산화막의 방식제의 역할을 수행한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 동시에 존재하는 기판에서 상기 실리콘 질화막을 식각하는 역할을 하고, 동시에 상기 실리콘 산화막의 방식제의 역할을 한다. 이로 인하여 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수하다.
특히 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 식각 조성물 자체에서 발생할 수 있는 자체 뭉침에 의한 파티클 발생 문제를 억제할 수 있고, 또한 실리콘 질화막 식각 공정 후 물로 린스하는 공정에서 물과 혼합에 의한 첨가제, 요컨대 방식제의 역할을 하는 실리콘 질화물 자체 뭉침에 의한 파티클 발생 문제를 억제할 수 있다.
이론에 의해 제한되는 것을 바라지는 않으나, 실리콘 질화물을 사용하는 경우에는, 무기산과 반응하여 실리콘 질화물에서 발생하는 암모늄 이온들로 인해 안정화되어 물과 혼합 시에도, 자체 뭉침 현상이 억제되고, 이러한 효과로 인해 파티클 문제를 억제할 수 있는 것으로 추정된다.
상기 실리콘 질화물 식각 조성물은 90 내지 200℃의 온도, 구체적으로 100 내지 200 ℃의 온도, 더욱 구체적으로 110 내지 200℃의 온도에서 가열하여 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 실리콘 질화물은 SixNy, 예컨대, SiN 또는 Si3N4를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 상기 실리콘 질화물은 Si3N4일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 질화물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 질화물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
상기 실리콘 질화물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 식각 선택비가 우수한 이점이 있어 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 무기산은 인산, 무수인산, 피로인산, 폴리인산, 메타인산, 아인산, 질산, 황산, 염산, 붕산 및 불산으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 무기산은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%를 만족하도록 잔부로 포함될 수 있다.
상기 무기산은 농도가 70 내지 95 중량%, 바람직하게는 80 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 85 내지 90 중량%일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다만, 상기 무기산의 농도가 상기 범위인 경우 150℃ 이상의 고온 공정에서 끓음 현상에 대한 안정성을 확보할 수 있으며, 실리콘 질화막에 대한 우수한 식각 속도를 얻을 수 있다.
일반적인 실란 화합물 또는 실리카 입자를 이용하는 경우 자체 뭉침현상과 고온 공정에서 끓음 현상이 발생하는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 실리콘 질화물 식각 조성물은, 상기 실리콘 질화물, 상기 무기물 및 상기 물을 포함함에 따라 뭉침이 발생하지 않고 고온 공정에서 끓음 현상이 발생하지 않는 이점이 있다.
일반적인 실리콘 질화물 식각 조성물을 이용하는 경우, 실란 화합물과 같은 첨가제 자체의 뭉침으로 인한 파티클이 생성되고, 생성된 상기 파티클이 기판 표면에 잔류하는 문제가 발생하며, 고온 공정에서 끓음 현상이 다소 발생하는 문제가 있다. 구체적으로, 방식제로서 실리카 또는 개질 실리카를 이용하는 경우, 물이 존재하는 상태에서는 실리카 입자의 표면이, 반응할 수 있는 하이드록시기(-OH)로 치환되어 실리카 입자의 뭉침 현상으로 인하여 파티클 문제를 유발할 수 있는 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 계면활성제를 더 포함하는 경우에는, 식각 공정 중에 거품 발생 등의 부작용을 유발할 수 있는 문제가 있다.
그러나, 본 발명에 따른 실리콘 질화물 식각 조성물은, 상기 실리콘 질화물과 상기 무기물이 반응하여 암모늄 이온이 생성됨에 따라 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 내에서 상기 반응물의 용해성이 개선되어, 첨가제, 요컨대 상기 반응물 자체의 뭉침에 의한 파티클 발생을 억제할 수 있다.
요컨대, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 무기산 및 물에 대한 용해도가 우수하여 파티클 발생을 억제할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 질화물 식각 조성물은 실라잔 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 실리콘 질화물 식각 조성물이 상기 실라잔 화합물을 더 포함할 경우, 식각 선택비와 첨가제의 자체 뭉침 현상을 억제하는 효과가 증대함에 따라, 더욱 우수한 실리콘 질화막 식각 조성물을 얻을 수 있어 바람직하다.
상기 실라잔 화합물은 예컨대, 2,2,4,4,6,6-헥사메틸시클로트리실라잔, 1,2,3,4,5,6-헥사메틸시클로트리실라잔, 1,1,1,3,3,3-헥사메틸디실라잔 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 실라잔 화합물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있으며, 구체적으로 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 실라잔 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 식각 선택비가 더욱 우수해질 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화물, 상기 무기산의 혼합물 또는 반응물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화물, 상기 무기산의 혼합물 또는 반응물을 포함하기 때문에 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화물 및 상기 무기산의 반응물을 포함할 수 있다.
상기 반응물은 예컨대 상기 실리콘 질화물과 무기산을 90 내지 200℃의 온도, 구체적으로 100 내지 200 ℃의 온도, 더욱 구체적으로 110 내지 200℃의 온도에서 반응시켜 얻어지는 산분해물일 수 있다. 구체적으로, 상기 반응물은 상기 질화물과 무기산을 상기 범위의 온도에서 1시간 내지 3.5시간, 구체적으로 2 시간 내지 3시간 동안 반응시킴으로써 얻어지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 반응물을 포함하는 조성물을 가열하여 제조할 수도 있으며, 이 경우 더욱 균일한 조성물을 얻을 수 있는 이점이 있어 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물을 가열하여 제조된 것일 수 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 상기 실리콘 질화물과 상기 무기산을 우선적으로 반응시킨 반응물을 포함할 수도 있고, 상기 실리콘 질화물, 상기 무기산, 상기 물을 함께 가열할 수도 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 다음과 같은 단계를 포함하는 제조방법으로서 제조될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
i) 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 혼합하는 단계
또는, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 다음과 같은 단계를 포함함으로써 제조될 수도 있으나 이에 한정되지 않는다.
i) 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 반응시키는 단계;
ii) 무기산을 더 혼합하는 단계
또한, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물의 제조방법은 상기 i) 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 혼합하는 단계 이후 및/또는 ii) 무기산을 더 혼합하는 단계 이후에 가열하는 단계를 더 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
따라서, 상기 실리콘 질화막 식각 조성물의 제조방법은, 구체적으로 S1) 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 혼합하는 단계, S2) 가열하는 단계, S3) 무기산을 더 혼합하는 단계 및 S4) 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
특히 i) 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 반응시키는 단계 이후 및 iii) 가열하는 단계를 포함하는 경우 본 발명에서 목적하는 효과가 극대화될 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 용해액일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 조성물은 상기 실리콘 질화물, 상기 무기물 및 상기 물을 가열함으로써 용해액의 형태로 얻어질 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 가열 후 사용할 수 있다.
상기 가열은 통상적인 방법으로서 수행될 수 있으며, 예컨대 90 내지 200℃, 구체적으로 100 내지 200℃, 더욱 구체적으로 110 내지 200℃의 온도에서 1시간 내지 3.5시간, 구체적으로 2 시간 내지 3시간 동안 수행할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 실리콘 질화막 식각 조성물을 가열하여 사용하는 경우 또는 상기 실리콘 질화막 식각 조성물이 상기 실리콘 질화물 및 상기 무기산의 반응물을 포함하는 경우 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 식각 선택비가 극대화되어 바람직하다.
상기 반응물은 실라잔 화합물을 더 포함하여 반응될 수 있다.
상기 실라잔 화합물은 전술한 내용을 적용할 수 있으며, 상기 반응물과 함께 반응되는 실라잔 화합물과 상기 실리콘 질화막 식각 조성물에 포함될 수 있는 실라잔 화합물은 서로 동일한 것일수도 있고, 서로 상이한 것일 수도 있다.
상기 실라잔 화합물이 상기 반응물과 함께 반응되는 경우, 상기 실리콘 질화물 대 상기 실라잔 화합물의 중량비는 1:1 내지 1:50, 구체적으로 1:5 내지 1:20일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다만, 상기 실라잔 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 우수한 식각 선택비를 나타내고, 첨가제의 자체 뭉침 억제 효과 측면에서 이점이 있어 바람직하다.
본 발명에 따른 실리콘 질화물 식각 조성물, 예컨대 상기 실리콘 질화물, 상기 무기물 및 상기 물을 가열하게 되면 암모늄 이온이 생성되어 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 내에서 상기 반응물의 용해성이 개선되어, 첨가제, 요컨대 상기 반응물 자체의 뭉침에 의한 파티클 발생을 억제할 수 있는 효과가 극대화되어 바람직하다. 요컨대, 상기 반응물은 무기산 및 물에 대한 용해도가 더욱 우수하여 파티클 발생을 억제할 수 있는 이점이 있다.
상기 물은 순수, 초순수, 탈이온수, 증류수 등을 들 수 있으며, 탈이온수(Deionized water)인 것이 바람직하며, 물 속에서 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항값이 18MΩ·㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 무기산이 수용액 상태인 경우, 상기 물은 상기 무기산 수용액에 일부 또는 전부가 포함된 상태일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 16 중량%로 포함될 수 있으며, 이 경우 150℃ 이상의 고온 공정에서 끓음 현상에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
상기 실리콘 질화막 식각 조성물을 가열시킨 후, 무기산을 더 포함할 수 있다.
상기 무기산은 전술한 내용을 적용할 수 있으며, 상기 실리콘 질화물과 반응시키는 상기 무기산과 동일한 것일 수도 있고, 상이한 것일 수도 있다.
구체적으로, 상기 무기산은 상기 반응물을 희석하기 위하여 더 포함될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 첨가제 자체의 뭉침에 의한 파티클 발생이 억제되어 기판 표면의 파티클 잔류 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 물에 대한 용해도가 우수한 이점이 있다. 이로 인하여, 식각 공정 또는 식각 처리 후 물로 린스하는 공정에서 파티클 발생이 억제되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 식각 선택비가 우수한 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 및 비교예 : 실리콘 질화막 식각 조성물
하기 표 1과 같은 구성, 조성 및 조건을 이용하여 반응물 A 내지 D를 제조하였다. 구체적으로, 실리콘 질화물 파우더와 실라잔 및/또는 인산을 하기 표 1의 중량으로 첨가하고 이를 170℃의 온도에서 2시간동안 반응시킴으로써, 실리콘 질화물의 반응물 A 내지 D를 제조하였다.
실리콘 질화물 혼합비율 (wt%) Total 처리 조건
실리콘 질화물 파우더 실라잔 인산 (85%) 온도
(℃)		 시간 (hr)
A 1 - 99 100 170 2
B 1 5 (실라잔-1) 94 100 170 2
C 1 5 (실라잔-2) 94 100 170 2
D 1 5 (실라잔-3) 94 100 170 2
실리콘 질화물 파우더 : 알드리치사, 입자 사이즈 1㎛ 이하의 Si3N4 파우더
실라잔-1 : 2,2,4,4,6,6-hexamethylcyclotrisilazane
실라잔-2 : 1,2,3,4,5,6-hexamethylcyclotrisilazane
실라잔-3 : 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane
제조된 반응물 A 내지 D를 이용하여 하기 표 2에 따른 구성 및 조성을 이용하여 실시예 1 내지 6에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 제조하였다.
구분 실리콘 질화물의 반응물 실리콘 질화물 함량(wt%) 인산 (85%) Total (wt %)
실시예 1 A 0.01 잔량 100
실시예 2 A 0.10 잔량 100
실시예 3 A 1.00 잔량 100
실시예 4 B 0.10 잔량 100
실시예 5 C 0.10 잔량 100
실시예 6 D 0.10 잔량 100
또한, 하기 표 3에 따른 구성 및 조성을 혼합한 후 160℃에서 3시간 가열하여 실시예 7 내지 10, 비교예 1 및 2에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물을 제조하였다.
구분 실리콘 화합물 실리콘 화합물 함량(wt%) 인산 (85%) Total (wt%)
실시예 7 실리콘 질화물 파우더 0.01 잔량 100
실시예 8 실리콘 질화물 파우더 0.10 잔량 100
실시예 9 실리콘 질화물 파우더 1.00 잔량 100
실시예 10 실리콘 질화물 파우더 0.02 잔량 100
실라잔-1 0.08
비교예 1 실리카 0.10 잔량 100
비교예 2 TEOS 0.10 잔량 100
실리콘 질화물 파우더 : 알드리치사, 입자 사이즈 1㎛ 이하의 Si3N4 파우더
실라잔-1 : 2,2,4,4,6,6-hexamethylcyclotrisilazane
실리카: 알드리치사, 99.8%
TEOS: 알드리치사, tetraethyl orthosilicate
실험예
실시예 및 비교예에 따른 실리콘 질화물 식각 조성액에 대해 아래와 같은 평기를 각각 실시하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
평가 1: 무기산에 대한 용해도 평가
각각의 조성물들을 제조 후 25℃에서 48시간 방치 후 조성물의 용해 상태를 관찰하여 입자 발생 여부를 관찰하였다.
평가 2: 물에 대한 용해도 평가
각각의 조성물들을 물과 질량비 1:99로 혼합하여 25℃에서 48시간 방치 후 현탁 발생 및 입자 생성 여부를 관찰하였다.
평가 3 : 끓음 현상 평가
식각액 조성물을 250ml 비커에 200g이 되도록 제조하여 Close system으로 160℃까지 승온 시킨 후 끓음 현상(Boiling 현상)의 발생 여부를 관찰하였다.
평가 4 : 실리콘 질화막 , 실리콘 산화막 Etch rate 측정
상기 식각액 조성물들을 250ml 비커에 200g이 되도록 제조하여 158~160℃로 가열한 후 막두께가 4500Å인 실리콘 질화막, 막두께가 500Å 실리콘 산화막을 10분 동안 침지 시켜 식각하였다. 식각 후 물로 25℃에서 1분 동안 린스 후 엘립소미터로 막두께를 측정하여 Etch rate을 산출하였다.
구분 무기산에 대한 용해도 물에 대한 용해도 끓음 현상 실리콘 질화막 E/R (Å/min) 실리콘 산화막 E/R (Å/min) 선택비
실시예 1 투명 투명 없음 84.1 0.15 561
실시예 2 투명 투명 없음 76.9 0.13 592
실시예 3 투명 투명 없음 74.3 0.06 1239
실시예 4 투명 투명 없음 78.5 0.11 713
실시예 5 투명 투명 없음 80.3 0.10 803
실시예 6 투명 투명 없음 78.0 0.11 709
실시예 7 투명 투명 없음 85.3 0.18 474
실시예 8 투명 투명 없음 78.0 0.16 488
실시예 9 투명 투명 없음 75.2 0.11 684
실시예 10 투명 투명 없음 79.1 0.13 609
비교예 1 투명 입자 발생 없음 70.1 0.12 584
비교예 2 입자 발생 입자 발생 끓음 발생 73.1 0.16 457
상기 표 4를 보면 실시예의 경우, 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 조성물은 무기산과 물에 대한 용해도가 우수하며, 160℃의 고온에서도 끓는 현상이 발생하지 않아 고온 공정에서 안정하다는 것을 확인할 수 있으며, 식각 선택비도 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 실리콘 질화물, 무기산 및 물을 포함하는 실리콘 질화막 식각 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 질화막 식각 조성물은 실라잔 화합물을 더 포함하는 것인 실리콘 질화막 식각 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 질화물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함되는 것인 실리콘 질화막 식각 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실리콘 질화물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 1 중량%로 포함되는 것인 실리콘 질화막 식각 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 실라잔 화합물은 상기 실리콘 질화막 식각 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함되는 것인 실리콘 질화막 식각 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기산은 인산, 무수인산, 피로인산, 폴리인산, 메타인산, 아인산, 질산, 황산, 염산, 붕산 및 불산으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 실리콘 질화막 식각 조성물.
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