KR20220024378A - 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 - Google Patents
식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220024378A KR20220024378A KR1020220019522A KR20220019522A KR20220024378A KR 20220024378 A KR20220024378 A KR 20220024378A KR 1020220019522 A KR1020220019522 A KR 1020220019522A KR 20220019522 A KR20220019522 A KR 20220019522A KR 20220024378 A KR20220024378 A KR 20220024378A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etching
- phosphoric acid
- silicon
- silicon oxide
- silicon nitride
- Prior art date
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- ZJBHFQKJEBGFNL-UHFFFAOYSA-N methylsilanetriol Chemical compound C[Si](O)(O)O ZJBHFQKJEBGFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 229940089952 silanetriol Drugs 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- -1 hexafluorosilicic acid Chemical compound 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- JTXUAHIMULPXKY-UHFFFAOYSA-N 3-trihydroxysilylpropan-1-amine Chemical compound NCCC[Si](O)(O)O JTXUAHIMULPXKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHKHFJWRYPNVGQ-UHFFFAOYSA-N acetic acid;trihydroxysilane Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.O[SiH](O)O BHKHFJWRYPNVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QOXOZONBQWIKDA-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl Chemical group [CH2]CCO QOXOZONBQWIKDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJPVTOKROCCBOW-UHFFFAOYSA-N 3-trihydroxysilylpropan-1-ol Chemical compound OCCC[Si](O)(O)O ZJPVTOKROCCBOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEAPYDFKKSUMRV-UHFFFAOYSA-N C(CC[Si](O)(O)O)CC(CO)O Chemical compound C(CC[Si](O)(O)O)CC(CO)O DEAPYDFKKSUMRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 125000005461 organic phosphorous group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical group CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- BJIWPUWOQFWNTE-UHFFFAOYSA-N tert-butyl(trihydroxy)silane Chemical compound CC(C)(C)[Si](O)(O)O BJIWPUWOQFWNTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005622 tetraalkylammonium hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
- C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
- C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재 또는 교대로 적층되어 있는 경우, 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하지 못하도록 하면서, 상기 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 고온으로 가열된 인산으로 식각하는 공정보다 높은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 선택도를 얻을 수 있어, 디바이스를 구성하는데 효율적인 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자에 관한 것이다.
기존의 실리콘 질화막의 습식 식각을 위해서는 150 내지 170℃로 가열된 인산을 이용하여 실리콘 질화막을 습식 식각하여 왔다. 하지만, 종래의 방법으로는 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 교대로 적층되어 있을 경우 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 선택비가 낮아 디바이스의 구성에 저해요소가 되어 왔다.
실리콘 산화막의 데미지(damage)를 억제하는 방법으로서 규소를 용해한 고순도 인산 또는 헥사 플루오르 규산을 첨가한 인산이 제안되어 있다(특허 문헌 1 내지 3 참조). 그러나, 헥사 플루오르 규산을 첨가한 경우 식각 조성물로부터 불용성의 규소 화합물의 석출이 빨라지기 때문에 산화 규소의 데미지를 충분히 줄일 정도로 헥사 플루오르 규산을 첨가할 수 없고, 공업적에 사용하기에는 문제가 있다.
또한, 100℃ 이하의 온도로 질화 규소를 에칭하는 방법으로서 인산, 불화 수소산, 질산으로 되는 식각 조성물에 플루오르 규산 또는 플루오르 규산염을 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 인산에 불화 수소산 및 질산을 첨가한 식각 조성물에서는 다른 반도체 재료인 실리콘 산화막의 데미지가 크고, 반도체 프로세스에 이용하기에는 문제가 있다. 특별히 인산에 불화 수소산 및 질산을 더한 조성물을 고온으로 이용하는 경우 악영향이 더욱 현저하다.
지금까지 실리콘 산화막에 데미지를 주지 않으면서 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있는 공업으로 만족할 수 있는 식각 조성물은 없었다.
본 발명의 목적은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재 또는 교대로 적층되어 있는 경우, 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하지 못하도록 하면서, 상기 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 고온으로 가열된 인산으로 식각하는 공정보다 높은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 선택도를 얻을 수 있어, 디바이스를 구성하는데 효율적인 식각 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 식각 조성물을 이용하는 식각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 식각 조성물을 이용하여 제조된 반도체 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 인산, 그리고 하기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 규소 화합을 포함한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 식각 조성물은 상기 식각 조성물 전체에 대하여 상기 인산 7 내지 85 중량%, 상기 규소 화합물 0.1 내지 3 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 식각 방법은 상기 식각 조성물을 이용하여 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 식각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자는 상기 식각 방법에 의하여 제조된다.
본 발명에 따른 식각 조성물은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재 또는 교대로 적층되어 있는 경우, 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하지 못하도록 하면서, 상기 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있으며, 고온으로 가열된 인산으로 식각하는 공정보다 높은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 선택도를 얻을 수 있어, 디바이스를 구성하는데 효율적이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각 조성물은 인산, 그리고 하기 화학식 1로 표시되는 규소 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 아미노 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 아세틸옥시기 및 탄소수 1 내지 20의 할로알킬아세틸옥시기로 이루어진 군에서 선택되며, 단 R1 내지 R3이 동시에 히드록시기는 아니다.
상기 규소 화합물은 규소와 히드록시기를 포함하는 화합물로서, 상기 화학식 1로 표시되는 규소 화합물은 중심 원자인 규소에 직접적으로 결합하는 하이드록시기를 포함함에 따라 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하는 것을 예방할 수 있다.
상기 규소 화합물은 구체적으로 실란트리올, 3-아미노프로필실란트리올, 1-메틸실란트리올, 2-메틸-2-프로파닐실란트리올, 트리아세테이트 실란트리올(cas No.4253-34-3), 3-(2,3-다이아이드록시프로필)프로필실란트리올, 2-(클로로에틸)트리아세테이트 실란트리올(Cas No. 38013-53-5), 3-(하이드록시프로필)실란트리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게 실란트리올계 화합물일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 규소 화합물이 실란트리올계 화합물인 경우 모노 또는 다이올인 경우 보다 실리콘 산화막의 식각 속도가 실리콘트리올계 화합물 보다 느려 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 고선택비를 얻을 수 있다.
상기 식각 조성물은 상기 식각 조성물 전체에 대하여 상기 인산 7 내지 85 중량%, 상기 규소 화합물 0.1 내지 3 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함할 수 있다. 상기 식각 조성물에서 상기 인산의 함량이 7 중량% 미만인 경우 실리콘 질화막의 식각이 현저히 줄어들 수 있고, 상기 인산의 함량이 85 중량%를 초과하는 경우 인산의 끓는점이 높아 식각 장비에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 식각 조성물에서 상기 규소 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 실리콘 산화막의 식각 속도가 빨라 원하는 선택비를 구현하지 못할 수 있으며, 상기 규소 화합물의 함량이 3 중량%를 초과하는 경우 실리콘 질화막의 식각 속도까지 줄어들 수 있다.
상기 식각 조성물은 상기 인산 및 상기 규소 화합물 이외에 나머지 함량의 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 물일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 식각 조성물은 금속 배선의 보호를 위하여 필요에 따라 트리아졸류, 이미다졸류, 티올 화합물 등의 부식 방지제를 더 포함할 수 있다.
상기 식각 조성물은 pH 조절을 위하여 필요에 따라 알칼리성 화합물 또는 상기 인산 이외의 산을 더 첨가할 수 있다. 상기 알칼리성 화합물은 암모니아, 아민 또는 테트라 알킬 암모늄 수산화물, 함질소 복소환식 화합물일 수 있다. 상기 인산 이외의 산은 규산, 불산, 붕산, 염산, 황산, 질산, 과염소산 등의 무기산 또는 카르본산, 유기 아인산, 유기 술폰산 등의 유기산을 들 수 있다.
또한, 상기 식각 조성물은 식각된 잔사를 제거하기 위하여 필요에 따라 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 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 카르복시산을 들 수 있고, 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등의 에테르류를 들 수 있다.
상기 식각 조성물은 상기 실리콘 산화막에 대한 상시 실리콘 질화막의 식각 선택도를 실란트리올의 함량을 통해 조절이 가능하다.
상기 실리콘 산화막에 대한 상기 실리콘 질화막의 식각 선택도는 상기 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 상기 실리콘 질화막 식각 속도의 비로서, 하기 수학식 1에 의하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, A는 실리콘 산화막의 식각 속도, B는 실리콘 질화막 식각 속도, C는 선택도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 식각 방법은 상기 식각 조성물을 이용하여 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 식각하는 단계를 포함한다.
상기 식각 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 규소 화합물을 포함함에 따라 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하는 것을 예방할 수 있어 상기 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있다.
상기 식각 방법은 구체적으로 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막을 기판 위에 형성하고, 상기 식각액 조성물을 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막에 가한 후, 식각이 완료되면 상기 식각액 조성물을 제거할 수 있다.
상기 기판은 바람직하게 반도체 웨이퍼일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 기판은 어느 것이나 사용 가능하다.
상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막에 상기 식각 조성물을 가하는 방법은 상기 실리콘 질화막 또는 상기 실리콘 산화막을 제거할 수 있는 방법이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 도포, 침적, 분무 또는 분사 등의 방법일 수 있고, 특히 경시적인 조성 변화가 적고 식각 속도의 변화가 적다는 장점이 있는 침적하는 방법(배치식 장치) 또는 분사하는 방법(매엽식 장치)을 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 식각 조성물의 적용 온도는 150 내지 200℃, 바람직하게는 155℃ 내지 170℃일 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 상기 식각 조성물을 상기 기판에 적용함으로써, 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막을 선택적으로 식각할 수 있다.
이후, 상기 식각 이후 상기 식각 조성물은 초순수 등으로 제거한 후, 상기 실리콘 산화막 또는 상기 실리콘 질화막을 건조한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자는 상기 식각 조성물을 이용하는 식각 방법에 의하여 제조된다. 상기 반도체 소자의 종류는 본 발명에서 특별히 한정되지 않는다.
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.
[제조예: 식각 조성물의 제조]
하기 표 1에 기재된 바와 같이 배합을 달리하면서 실시예 및 비교예의 식각 조성물을 각각 제조하였고, 제조된 식각 조성물을 식각 온도를 달리하면서 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막이 형성된 기판에 가하여 식각을 진행하였다.
구체적으로, 실시예 1은 인산 및 실란트리올, 실시예 2는 인산 및 3-아미노프로필실란트리올, 실시예 3은 인산 및 1-메틸실란트리올, 실시예 4는 인산 및 트리아세테이트 실란트리올, 실시예 5는 인산 및 (3-하이드록시프로필)실란트리올을 혼합하여 식각 조성물을 제조하였다.
한편,비교예 1 및 2는 인산만으로 이루어진 식각 조성물이되, 식각 온도만을 달리한 경우이고, 비교예 3은 인산 및 테트라에톡시실란(TEOS)를 혼합하여 제조된 식각 조성물이다.
또한, 상기 제조된 식각 조성물의 식각 속도 및 선택도를 측정하였고, 그 결과도 하기 표 1에 정리하였다. 구체적으로, 비이커에 상기 제조된 식각 조성물을 투입하여 157℃ 내지 165℃ 온도에 도달했을 때 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막이 형성된 기판을 상기 가열된 식각 조성물에 각각 20분 동안 침지하여 식각 속도 및 선택도를 측정하였다.
상기 식각 속도는 엘립소미트리(Nano-View, SE-MG-1000; Ellipsometery)를 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 두께를 측정함으로써 결정하였다.
구분 | 첨가제 | 공정 온도(℃) | 실리콘 질화막 식각 속도 | 실리콘 산화막 식각 속도 | 선택도 (질화막/산화막) |
비교예 1 | 인산(85중량% 수용액) | 157 | 57.9 | 1.01 | 50.8 |
비교예 2 | 인산(85중량% 수용액) | 165 | 70.0 | 1.5 | 46.6 |
비교예3 | 인산(85중량% 수용액) +TEOS(0.75 중량%) |
157 | 58.2 | 0.01 | 5820 |
실시예 1 | 인산(85중량% 수용액) +실란트리올(0.75 중량%) |
157 | 55.4 | 0.19 | 291.6 |
실시예 2 | 인산(85중량% 수용액) +3-아미노프로필 실란트리올(3 중량%) |
157 | 55.6 | 0.18 | 308.9 |
실시예 3 | 인산(85중량% 수용액) +1-메틸 실란트리올(2 중량%) |
165 | 68.3 | 0.21 | 325.2 |
실시예 4 | 인산(85중량% 수용액) +트리아세테이트 실란트리올(0.75 중량%) |
157 | 55.3 | 0.22 | 251.36 |
실시예 5 | 인산(85중량% 수용액) +(3-히드록시프로필) 실란트리올(1.5 중량%) |
157 | 55.3 | 0.20 | 276.5 |
상기 표 1을 참조하면, 실시예에서 제조된 식각 조성물이 비교예에서 제조된 식각 조성물에 비하여 선택도가 매우 향상되는 것을 알 수 있다. 이는 실시예에서 제조된 식각 조성물의 경우 상기 화학식 1로 표시되는 규소 화합물을 포함함에 따라 중심 원자인 규소에 직접적으로 결합하는 하이드록시기가 고온으로 가열된 인산이 상기 실리콘 산화막을 식각하는 것을 예방할 수 있기 때문인 것으로 생각된다.이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (4)
- 제1항에 있어서,
상기 식각 조성물은 상기 식각 조성물 전체에 대하여 상기 인산 7 내지 85 중량%, 상기 규소 화합물 0.1 내지 3 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함하는 것인 식각 조성물. - 제1항에 따른 식각 조성물을 이용하여 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 식각하는 단계를 포함하는 식각 방법.
- 제3항에 따른 식각 방법에 의하여 제조된 반도체 소자.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20120148554 | 2012-12-18 | ||
KR1020120148554 | 2012-12-18 | ||
KR1020130083919A KR102365046B1 (ko) | 2012-12-18 | 2013-07-17 | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130083919A Division KR102365046B1 (ko) | 2012-12-18 | 2013-07-17 | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220024378A true KR20220024378A (ko) | 2022-03-03 |
KR102511607B1 KR102511607B1 (ko) | 2023-03-20 |
Family
ID=51130534
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130083919A KR102365046B1 (ko) | 2012-12-18 | 2013-07-17 | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 |
KR1020220019522A KR102511607B1 (ko) | 2012-12-18 | 2022-02-15 | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130083919A KR102365046B1 (ko) | 2012-12-18 | 2013-07-17 | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (2) | KR102365046B1 (ko) |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160010267A (ko) * | 2014-07-17 | 2016-01-27 | 솔브레인 주식회사 | 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
US9868902B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-01-16 | Soulbrain Co., Ltd. | Composition for etching |
KR101539375B1 (ko) * | 2014-07-17 | 2015-07-27 | 솔브레인 주식회사 | 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
KR102369551B1 (ko) * | 2014-12-24 | 2022-03-03 | 솔브레인 주식회사 | 식각 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
KR102443370B1 (ko) * | 2015-11-20 | 2022-09-15 | 동우 화인켐 주식회사 | 실리콘 질화막 식각액 조성물 |
KR102545801B1 (ko) * | 2015-12-04 | 2023-06-21 | 솔브레인 주식회사 | 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
KR102507051B1 (ko) * | 2016-05-04 | 2023-03-07 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각 용액 |
KR102079043B1 (ko) * | 2016-05-27 | 2020-02-20 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각 용액 |
US10995269B2 (en) | 2016-11-24 | 2021-05-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etchant composition and method of fabricating integrated circuit device using the same |
KR102424391B1 (ko) * | 2016-11-24 | 2022-08-05 | 삼성전자주식회사 | 식각 조성물 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법 |
KR102240654B1 (ko) | 2017-03-28 | 2021-04-15 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
KR102240647B1 (ko) | 2017-03-28 | 2021-04-15 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
KR102398593B1 (ko) * | 2017-05-02 | 2022-05-17 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막에 대한 선택적 에칭을 위한 식각 조성물 |
KR102336865B1 (ko) | 2017-07-06 | 2021-12-09 | 오씨아이 주식회사 | 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 |
KR102441238B1 (ko) | 2017-09-14 | 2022-09-08 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막에 대한 선택적 에칭을 위한 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 |
KR101907637B1 (ko) | 2018-02-09 | 2018-12-05 | 엘티씨에이엠 주식회사 | 실리콘질화막의 고선택비 식각 조성물 |
KR20190096785A (ko) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 엘티씨에이엠 주식회사 | 실리콘질화막 식각을 위한 고선택비 식각용 조성물 |
KR20190096786A (ko) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 엘티씨에이엠 주식회사 | 실리콘질화막 식각을 위한 고선택비 식각용 조성물 |
KR102443313B1 (ko) * | 2018-05-18 | 2022-09-15 | 동우 화인켐 주식회사 | 실란 화합물을 포함하는 절연막 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
KR102346832B1 (ko) * | 2018-05-23 | 2022-01-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 |
CN110606954B (zh) * | 2018-06-15 | 2023-03-24 | 易案爱富科技有限公司 | 聚硅氧烷类化合物、包含所述聚硅氧烷类化合物的氮化硅层蚀刻组合物 |
KR102258316B1 (ko) * | 2018-06-25 | 2021-06-01 | 주식회사 이엔에프테크놀로지 | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
KR102343436B1 (ko) * | 2018-07-11 | 2021-12-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 |
KR102532774B1 (ko) * | 2018-08-20 | 2023-05-12 | 동우 화인켐 주식회사 | 절연막 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
CN111048415B (zh) * | 2018-10-11 | 2023-03-14 | 上海新阳半导体材料股份有限公司 | 一种选择性刻蚀液组合物及其制备方法和应用 |
WO2020097778A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. | Additive to phosphoric acid etchant |
KR102654224B1 (ko) * | 2019-01-24 | 2024-04-04 | 동우 화인켐 주식회사 | 실리콘 질화막 식각액 조성물 |
KR20210052202A (ko) | 2019-10-29 | 2021-05-10 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 |
KR102435735B1 (ko) * | 2020-04-20 | 2022-08-24 | 현대비씨엔지니어링(주) | 질화막에 대한 선택성이 우수한 식각액 조성물 |
KR20220033141A (ko) | 2020-09-09 | 2022-03-16 | 동우 화인켐 주식회사 | 실리콘 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 |
KR20230001681A (ko) | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 |
KR20230127735A (ko) | 2022-02-25 | 2023-09-01 | 동우 화인켐 주식회사 | 식각액 조성물, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 어레이 기판의 제조 방법, 및 이에 따라 제조된 어레이 기판 |
KR102700078B1 (ko) * | 2023-07-13 | 2024-08-29 | 솔브레인 주식회사 | 식각 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
KR102700079B1 (ko) * | 2023-07-13 | 2024-08-29 | 솔브레인 주식회사 | 식각 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06349808A (ja) | 1993-06-14 | 1994-12-22 | Hitachi Ltd | 窒化シリコン膜除去液およびそれを用いた半導体製造装置 |
JPH0864574A (ja) | 1994-08-05 | 1996-03-08 | At & T Corp | 窒化シリコンのエッチング方法 |
JP2000058500A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Matsushita Electron Corp | エッチング液,その製造方法及びエッチング方法 |
JP2000133631A (ja) | 1998-08-28 | 2000-05-12 | Ashland Inc | 窒化ケイ素膜の選択的腐食組成物および方法 |
KR20110037766A (ko) * | 2009-10-07 | 2011-04-13 | 테크노세미켐 주식회사 | 습식 식각용 조성물 |
KR101380487B1 (ko) * | 2012-05-09 | 2014-04-01 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘 질화막의 에칭 용액 |
-
2013
- 2013-07-17 KR KR1020130083919A patent/KR102365046B1/ko active IP Right Review Request
-
2022
- 2022-02-15 KR KR1020220019522A patent/KR102511607B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06349808A (ja) | 1993-06-14 | 1994-12-22 | Hitachi Ltd | 窒化シリコン膜除去液およびそれを用いた半導体製造装置 |
JPH0864574A (ja) | 1994-08-05 | 1996-03-08 | At & T Corp | 窒化シリコンのエッチング方法 |
JP2000058500A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Matsushita Electron Corp | エッチング液,その製造方法及びエッチング方法 |
JP2000133631A (ja) | 1998-08-28 | 2000-05-12 | Ashland Inc | 窒化ケイ素膜の選択的腐食組成物および方法 |
KR20110037766A (ko) * | 2009-10-07 | 2011-04-13 | 테크노세미켐 주식회사 | 습식 식각용 조성물 |
KR101380487B1 (ko) * | 2012-05-09 | 2014-04-01 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘 질화막의 에칭 용액 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102365046B9 (ko) | 2024-01-17 |
KR102511607B1 (ko) | 2023-03-20 |
KR20140079267A (ko) | 2014-06-26 |
KR102365046B1 (ko) | 2022-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102511607B1 (ko) | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 | |
US10651045B2 (en) | Compositions and methods for etching silicon nitride-containing substrates | |
KR102161019B1 (ko) | 질화티타늄막 및 텅스텐막의 적층체용 식각 조성물, 이를 이용한 식각 방법 및 이로부터 제조된 반도체 소자 | |
KR101380487B1 (ko) | 실리콘 질화막의 에칭 용액 | |
US10640706B2 (en) | Etching compositions and method of etching by using the same | |
KR102240647B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
KR101391605B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각액 조성물 | |
KR20130076918A (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각방법 | |
KR102484988B1 (ko) | 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 | |
KR20170001850A (ko) | 실리콘 질화막 식각 용액 | |
US11955341B2 (en) | Etching solution and method for selectively removing silicon nitride during manufacture of a semiconductor device | |
KR20220073813A (ko) | 반도체 소자의 제조 중 질화규소를 선택적으로 제거하기 위한 에칭 조성물 및 방법 | |
KR20170093004A (ko) | 실리콘 질화막 식각액 조성물 및 이를 이용하는 반도체 소자 및 tft 어레이 기판의 제조방법 | |
KR102240654B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
KR102469799B1 (ko) | 절연막 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 | |
CN111378377A (zh) | 一种化学机械抛光液及其应用 | |
US20220228062A1 (en) | Etching Composition And Method For Selectively Removing Silicon Nitride During Manufacture Of A Semiconductor Device | |
KR20180060722A (ko) | 식각용 조성물 및 식각용 조성물을 이용한 반도체 소자의 식각 방법 | |
KR102629576B1 (ko) | 절연막 식각액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 | |
KR20190005459A (ko) | 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 방법 | |
KR101977043B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 및 이를 이용한 식각 공정 | |
KR102278765B1 (ko) | 실리콘 질화막 선택적 식각액 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 | |
KR102483009B1 (ko) | 폴리실리콘 습식 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 | |
KR102245035B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
KR20200114727A (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |