KR20220160796A - 식각액 조성물 - Google Patents
식각액 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220160796A KR20220160796A KR1020210068868A KR20210068868A KR20220160796A KR 20220160796 A KR20220160796 A KR 20220160796A KR 1020210068868 A KR1020210068868 A KR 1020210068868A KR 20210068868 A KR20210068868 A KR 20210068868A KR 20220160796 A KR20220160796 A KR 20220160796A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acid
- silicon
- weight
- etchant composition
- ammonium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000005530 etching Methods 0.000 title abstract description 41
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N nitrosylsulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)ON=O VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 23
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 12
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N oxifentorex Chemical compound C=1C=CC=CC=1C[N+](C)([O-])C(C)CC1=CC=CC=C1 LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 125000000027 (C1-C10) alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000006374 C2-C10 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 6
- -1 ammonium tetrafluoroborate Chemical compound 0.000 claims description 5
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- XSDCTSITJJJDPY-UHFFFAOYSA-N chloro-ethenyl-dimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)C=C XSDCTSITJJJDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IPAIXTZQWAGRPZ-UHFFFAOYSA-N chloro-methyl-phenylsilicon Chemical compound C[Si](Cl)C1=CC=CC=C1 IPAIXTZQWAGRPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 3
- VEYJKODKHGEDMC-UHFFFAOYSA-N dichloro(trichlorosilyl)silicon Chemical compound Cl[Si](Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl VEYJKODKHGEDMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 3
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 claims description 3
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 claims description 3
- VBKNTGMWIPUCRF-UHFFFAOYSA-M potassium;fluoride;hydrofluoride Chemical compound F.[F-].[K+] VBKNTGMWIPUCRF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 claims description 3
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims description 3
- BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M sodium;hydron;difluoride Chemical compound F.[F-].[Na+] BFXAWOHHDUIALU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 claims description 3
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KIGALSBMRYYLFJ-UHFFFAOYSA-N chloro-(2,3-dimethylbutan-2-yl)-dimethylsilane Chemical compound CC(C)C(C)(C)[Si](C)(C)Cl KIGALSBMRYYLFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KBAZUXSLKGQRJF-UHFFFAOYSA-N chloro-dimethyl-(3,3,3-trifluoropropyl)silane Chemical compound C[Si](C)(Cl)CCC(F)(F)F KBAZUXSLKGQRJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-methylaniline Chemical compound CC1=CC=C(Br)C=C1N RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- RILZRCJGXSFXNE-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(trifluoromethoxy)phenyl]ethanol Chemical compound OCCC1=CC=C(OC(F)(F)F)C=C1 RILZRCJGXSFXNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- ILGQIWVECKRNLJ-UHFFFAOYSA-N nitroso hydrogen sulfate;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(=O)(=O)ON=O ILGQIWVECKRNLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008045 Si-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006411 Si—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- LXFUCSMCVAEMCD-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nitric acid;phosphoric acid Chemical compound CC(O)=O.O[N+]([O-])=O.OP(O)(O)=O LXFUCSMCVAEMCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N fluorosilane Chemical compound [SiH3]F XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- UVBVCLIQCPOREQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(methyl)silane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl.C[Si](Cl)(Cl)Cl UVBVCLIQCPOREQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 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
- C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
-
- 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
- C09K13/10—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a boron compound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
본 발명은 실리콘 식각액 조성물에 관한 것으로, 실리콘 절연막에 대비하여 실리콘을 선택적으로 식각하기 위한 조성물에 관한다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 실리콘 산화막과 실리콘이 노출되어 있는 반도체 표면으로부터 실리콘의 선택적 식각비를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 실리콘 산화막과 실리콘이 노출되어 있는 반도체 표면으로부터 실리콘의 선택적 식각비를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 실리콘 식각액 조성물에 관한 것으로, 실리콘 절연막 대비 실리콘 막을 선택적으로 식각하기 위한 조성물에 관한다.
실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiN)은 반도체에서 대표적인 절연막으로 사용되고 있다. 그러나, 식각종(대표적으로 불산), 산화종(대표적으로 질산, 황산 등)이 포함된 실리콘 산성 식각액의 경우 벌크(bulk)로 실리콘(Si)을 식각하는 공정에서 SiO2 막질과의 선택성이 낮아 절연막을 식각하여 하부 패턴 노출 및 단락 등의 불량이 발생한다.
특히, 절연막(SiO2, SiN)의 비선택적 식각에 의해 노출되는 하부 금속 층(metal layer)에도 손상을 주어 후속 공정에 불량을 발생시킬 우려가 있다.
산성 식각액이 가지는 이러한 문제점은, Si/SiO2의 낮은 비선택적 식각으로 인해 박막화(Wafer Thinning), 반도체 패킹(packaging), 실리콘 관통 전극(Through Silicon Via, TSV) 등의 공정에서 산성 식각액의 적용에 제한 요인이 된다.
그러므로, 실리콘 절연막, 특히 실리콘 산화막에 대한 식각 속도가 매우 낮고, 실리콘만을 선택적으로 식각할 수 있는 식각액에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 목적은 실리콘 절연막에 대한 실리콘의 식각 선택비가 향상된 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
불소 화합물;
황산;
니트로실 황산; 및
무기산 또는 이의 염을 포함하고,
상기 무기산 또는 이의 염이 불소 화합물, 황산 및 규소 화합물이 아닌, 식각액 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 상기 불소 화합물은 불산, 중불화 암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 불화 알루미늄, 불붕산, 불화 암모늄, 중불화나트륨, 중불화칼륨 및 테트라플루오로붕산암모늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 무기산 또는 이의 염은 질산, 인산, 염산, 붕산, 과황산암모늄, 염화 암모늄, 염화수소, 요오드화수소산, 과요오드산, 차아인산, 아인산, 폴리 인산, 피로 인산, 과염소산 및 클로로술폰산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 규소 화합물을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 규소 화합물 분자는 Si를 1 또는 2개 가질 수 있다. 또한, 규소 화합물은 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 수산화기, 시아노기, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기, 또는 할로겐 원소이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
R4는 단일결합이거나, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
L은 1 또는 2이다.
[화학식 3]
화학식 3에서,
R5는 암모늄이고,
R6은 할로겐 원소이고,
a는 2이고,
b는 6이다.
또한, 구체적으로 예를 들면, 규소 화합물은 규산, 암모늄 헥사 플루오로 실리케이트, 디클로로 디메틸 실란, 메틸 트리클로로 실란, 실리콘 테트라클로라이드, 클로로(메틸)페닐실란, 클로로-디메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로(디메틸)텍실실란, 클로로(디메틸)비닐실란, 트리클로로실란, 디클로로실란, 모노클로로실란, 헥사클로로디실란 및 펜타클로로디실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 실리콘 산화막에 대한 실리콘 식각 선택비가 60 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
불소 화합물 0.3 내지 30중량%;
황산 50 내지 95중량%;
니트로실 황산 1 내지 30중량%;
무기산 또는 이의 염 0.01 내지 15중량%; 및
조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 잔량의 물을 혼합하는 단계를 포함하고,
상기 무기산 또는 이의 염이 불소 화합물, 황산, 규소 화합물 및 이들의 염을 포함하지 않는, 식각액 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 방법은 규소 화합물 0.01 내지 5중량%를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 본 발명에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 실리콘 산화막과 실리콘이 노출되어 있는 반도체 표면으로부터 실리콘의 선택적 식각비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서 내에서 특별한 언급이 없는 한, "내지"라는 표현은 해당 수치를 포함하는 표현으로 사용된다. 구체적으로 예를 들면, "1 내지 2"라는 표현은 1 및 2를 포함할 뿐만 아니라 1과 2 사이의 수치를 모두 포함하는 것을 의미한다.
반도체에 있어서, 실리콘은 산화제 및 산화 보조제로부터 생성되는 산화종에 의해 실리콘 산화막으로 산화된다. 또한, 실리콘 산화막은 식각제와 접촉하여 식각을 하게 되는 메커니즘을 가진다. 실리콘의 식각을 위하여 특히 고려해야 할 점은, 실리콘 역시 실리콘 산화막으로 산화하며, 선택성을 가져야 하는 막질 역시 실리콘 산화막이라는 것이다.
본 발명에서는 산화제 구성의 특정 조합을 제공하여 실리콘(Si)의 선택적 식각 효과를 향상하고자 하였다.
이하, 본 발명의 구현예에 따른 식각액 조성물에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 식각액 조성물은 실리콘 절연막과 실리콘이 동시에 노출되어 있는 반도체 표면으로부터 실리콘만을 선택적으로 식각하는 산성 식각액에 관한 것이다. 구체적으로, 대표적인 절연막인 실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiN)에 대해 선택성이 우수한 실리콘 식각액 조성물을 제공한다.
본 발명은,
불소 화합물;
황산;
니트로실 황산; 및
무기산 또는 이의 염을 포함하고,
상기 무기산 또는 이의 염이 불소 화합물, 황산 및 규소 화합물이 아닌, 식각액 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 불소 화합물은 해리되어 규소와 친화력이 강한 F- 또는 HF2-를 발생시키는 화합물로, 실리콘 산화막을 식각하는 역할을 한다. 불소 화합물의 종류로는 불산(HF), 중불화 암모늄(ammonium bifluoride, ABF), 불화나트륨(sodium fluoride, NaF), 불화칼륨(potassium fluoride, KF), 불화 알루미늄(aluminium fluoride, AlF3), 불붕산(fluoroboric acid, HBF4), 불화 암모늄(ammonium fluoride, NH4F), 중불화나트륨(sodium bifluoride, NaHF2), 중불화칼륨(potassium bifluoride, KHF2) 및 테트라플루오로붕산암모늄(ammonium tetrafluoroborate, NH4BF4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 불산, 불화 암모늄 및 중불화 암모늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
불소 화합물의 함량은 0.3 내지 30중량%, 예를 들면 1 내지 20중량%, 예를 들면 1 내지 10중량%, 예를 들면 1 내지 5중량% 포함할 수 있다. 이와 같은 함량 범위에서 실리콘 절연막 대비 실리콘 막을 식각하는데 적합하다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 황산 50 내지 95중량%, 예를 들면 60 내지 95중량%, 예를 들면 70 내지 90중량%, 예를 들면 74 내지 82중량%를 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량 범위로 황산을 포함하여 실리콘을 산화하는 역할을 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 니트로실 황산 1 내지 30중량%, 예를 들면 1 내지 20중량%, 예를 들면 2 내지 15중량% 포함할 수 있다. 상기와 같은 함량 범위로 니트로실 황산을 포함함으로 인하여 실리콘 산화의 촉매 역할을 한다.
본 발명은 황산과 니트로실 황산을 구분하여 모두 포함함으로 인하여 실리콘을 효과적으로 산화시킬 수 있다. 특히, 니트로실 황산을 포함함으로 인하여 식각액 내에서 산화종을 고농도로 유지할 수 있으므로 실리콘의 산화에 도움을 준다.
본 발명은 상기와 같은 특정 산화종의 특정 농도를 포함함으로 인하여 실리콘의 선택적 식각 속도를 증가시킬 수 있다.
일 구현예에 따르면, 무기산 또는 이의 염은 불소 이온을 활성화하여 실리콘막을 더욱 효과적으로 식각하게 하는 역할을 할 수 있다. 실리콘의 보조산화 촉매의 역할을 하며, 산화종을 생성한다. 본 발명의 무기산은 불소 화합물, 황산 및 규소 화합물이 아니다. 구체적으로 예를 들면 본 발명의 무기산은 질산, 인산, 염산, 붕산, 과황산암모늄, 염화 암모늄, 염화수소, 요오드화수소산, 과요오드산, 차아인산, 아인산, 폴리 인산, 피로 인산, 과염소산 및 클로로술폰산 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들면 과황산암모늄, 염화 암모늄, 염화수소, 질산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
무기산 또는 이의 염의 함량은 0.01 내지 15중량%, 예를 들면 0.01 내지 10중량%, 예를 들면 0.05 내지 8중량%, 예를 들면 0.05 내지 7중량% 포함할 수 있다. 이와 같은 함량 범위에서 실리콘의 산화를 보조적으로 촉진할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명은 Si/SiO2 선택비 제어 첨가제로 규소 화합물을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 규소 화합물은 분자 내에 Si를 1 또는 2개 가질 수 있다. 또한, 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 수산화기, 시아노기, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기, 또는 할로겐 원소이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
R4는 단일결합이거나, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
L은 1 또는 2이다.
[화학식 3]
화학식 3에서,
R5는 암모늄이고,
R6은 할로겐 원소이고,
a는 2이고,
b는 6이다.
구체적으로 예를 들면, 본 발명의 규소 화합물은 규산(silicic acid), 암모늄 헥사 플루오로 실리케이트(ammonium hexafluoro silicate, AHF), 디클로로 디메틸 실란(dichloro dimethyl silane, DCMS), 메틸 트리클로로 실란(methyl trichloro silane, MTCS), 실리콘 테트라클로라이드(silicon tetrachloride), 클로로(메틸)페닐실란(chloro(methyl)phenylsilane), 클로로-디메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)실란(chloro-dimethyl(3,3,3-trifluoropropyl)silane), 클로로(디메틸)텍실실란(chloro(dimethyl)thexylsilane), 클로로(디메틸)비닐실란(chloro(dimethyl)vinylsilane), 트리클로로실란(trichlorosilane, SiHCl3), 디클로로실란(dichlorosilane, SiH2Cl2), 모노클로로실란(monochlorosilane), 헥사클로로디실란(hexachlorodisilane), 펜타클로로디실란(pentachlorodisilane) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
규산은 크게 오쏘규산(H4SiO4), 메타규산(H2SiO3), 메소이규산(H2Si2O5), 메소삼규산(H2Si3O8), 메소사규산(H6Si4O11), 피로규산(H6O7Si2)을 포함하며, 구체적으로 본 발명에 규산을 포함하는 경우 예를 들면, 메타규산((OH)2SiO)을 포함할 수 있다.
규소 화합물의 함량은 0.01 내지 5중량%, 예를 들면 0.01 내지 3중량%, 예를 들면 0.01 내지 2중량%, 예를 들면 0.1 내지 1중량%일 수 있다.
CVD SiO2(=TEOS)는 식각액에 포함된 산화제에 의해 산화된 산화 실리콘(SiO2) 막질 대비 높은 밀도(density)와 다수의 Si-OH 흡착자리(adsorption site)를 가진다. 본 발명의 규소 화합물을 Si/SiO2 선택비 개선 첨가제로 적용 시, 다수의 선택비 개선 첨가제 분자들이 CVD SiO2(=TEOS) 표면에 화학흡착(chemisorption)할 수 있으므로 SiO2 식각 속도를 선택적으로 낮출 수 있어, 효과적으로 Si/SiO2 선택비를 제어할 수 있다.
또한, 플루오로 실란 계열, 클로로 실란 계열, 실라놀 계열의 규소 화합물은 식각액 내에 포함된 일부의 물과 반응하여 가수 분해되는데, 이 과정에서 Si 산화제인 염소(Cl) 공급원(source)과 화학적 흡착이 가능한 형태의 첨가제로 식각액 내에 존재하게 된다. 이러한 메커니즘으로 1종의 첨가제로 Si 식각 속도를 증가시키고, SiO2 식각 속도는 감소시킬 수 있다. 구체적으로 예를 들면 클로로실란 계열의 규소 화합물을 사용하여 효과적으로 Si를 식각할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 나머지 양의 물을 포함할 수 있다. 사용되는 물은 특별히 한정되지 않지만 탈이온수를 사용할 수 있고, 바람직하게는 물 속 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁/㎝ 이상인 탈이온수를 사용할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 식각액 조성물은 실리콘 산화막에 대한 실리콘 식각 선택비가 60 이상, 예를 들면 65 이상, 예를 들면 1000 이하, 또한 500 이하, 300이하, 200이하일 수 있다. 선택비는 실리콘 절연막의 식각 속도에 대한 실리콘의 식각 속도를 의미한다. 본 발명은 기존 식각액 조성물 대비 실리콘 산화에 효과적인 2종 이상의 산화종, 예를 들면 불소화합물, 황산 및 니트로실황산이 고농도로 존재하고, Si-H 표면 외에 Si-Si backbone 산화에 있어 유리한 산화종이 존재함에 따라, 특히, 단결정 실리콘을 효과적으로 식각할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 식각액 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여, 통상의 식각액 조성물에 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 안정제, 계면활성제, 킬레이트제, 산화방지제, 부식방지제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
안정제는 식각 안정제일 수 있으며, 식각 조성물 또는 식각 대상물이 불필요한 반응에 의해 수반될 수 있는 부반응 또는 부산물의 발생을 억제하기 위하여 포함될 수 있다.
계면활성제는 식각액 조성물의 젖음성 향상, 첨가제의 거품 특성 개선 및 기타 유기 첨가제에 대한 용해성을 높여 주는 목적으로 추가 첨가될 수 있다. 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제에서 선택되는 1종 혹은 2종 이상에 대하여 상기 식각액의 총 중량에 대해 0.0005 내지 5중량%로 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 상기 식각액의 총 중량에 대해 0.001 내지 2중량% 첨가할 수 있다. 상기 계면활성제 함량이 식각액 총 중량에 대해 0.0005중량% 이하인 경우 효과를 기대할 수 없으며, 5중량% 이상으로 첨가할 경우 용해도 문제가 발생하거나 과도한 거품 발생으로 인해 공정상의 문제를 발생시킬 수 있다.
킬레이트제는 식각액 조성물의 금속 불순물에 대한 용해성을 높여 주거나, 균일한 식각 표면을 형성하는 목적으로 추가 첨가될 수 있다. 상기 킬레이트제는 식각액의 총 중량에 대해 0.1 내지 5중량%로 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 카르복시기와 히드록시기를 동시에 갖는 유기산일 수 있다.
산화방지제 및 부식방지제는 반도체 소자의 재료 등으로 사용되는 금속 또는 금속 화합물의 보호를 위하여 포함될 수 있다. 상기 산화방지제 및 부식방지제로는 업계에서 사용되는 것이면 제한 없이 사용 가능하며, 예를 들면 아졸계 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 식각액 총 중량에 대하여 0.01 내지 10중량%로 첨가할 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물을 이용한 식각 방법은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있으며, 특별히 제한되지는 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.
실시예
표 1에 따른 조성으로 식각액 조성물을 제조하여 실리콘막(Si) 및 실리콘 산화막(SiO2)에 대한 식각 속도를 평가하였다.
각각의 조성물은 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 양의 물을 포함한다.
식각 속도를 확인하기 위하여 각각의 실리콘 산화막이 형성된 실리콘 평가 기판을 20 x 20mm로 절단하여, 각각의 기판의 두께 및 무게를 측정하였다. 온도가 25℃로 유지된 항온조 내에 각각의 실시예 및 비교예에 따른 식각액 조성물을 투입하고 웨이퍼를 15분간 침지하여 식각 공정을 진행하였다. 식각이 완료된 후에 초순수로 세정한 후 건조 장치를 이용하여 잔여 식각액 조성물 및 수분을 완전히 건조시켰다. 이후, 건조된 기판의 무게를 측정하고 평가 전 및 후의 무게 변화를 산출하고, 하기 수학식 1을 통해 식각 속도를 측정하였다.
[수학식 1]
(초기 기판 두께×무게 감소율)/처리 시간 = 식각속도
| 함량 (wt%) | 식각 속도 (  |
선택비 | |||||||||
| 불산 (HF) |
ABF | 황산 | 니트로실황산 NOHSO4 |
무기산 or 염 |
첨가제 | Si | SiO2 | Si/SiO2 | |||
| 실시예1 | 2.5 | 74.5 | 10 | APS | 5 | 8972 | 135 | 66 | |||
| 실시예2 | 3.6 | 76.4 | 10 | APS | 5 | 8723 | 116 | 75 | |||
| 실시예3 | 3.6 | 81.2 | 10 | NH4Cl | 0.2 | 14754 | 119 | 124 | |||
| 실시예4 | 3.6 | 81 | 10 | HCl | 0.1 | 16112 | 131 | 123 | |||
| 실시예5 | 3.6 | 80 | 10 | 질산 | 1 | 13888 | 166 | 84 | |||
| 실시예6 | 3.6 | 81.1 | 10 | 질산 | 1 | Silicic Acid | 0.3 | 13121 | 129 | 102 | |
| 실시예7 | 3.6 | 80.8 | 10 | 질산 | 1 | AHF | 0.6 | 12992 | 122 | 106 | |
| 실시예8 | 3.6 | 80.9 | 10 | 질산 | 1 | DCMS | 0.3 | 13210 | 91 | 145 | |
| 실시예9 | 3.6 | 80.9 | 10 | 질산 | 1 | MTCS | 0.3 | 13609 | 82 | 166 | |
| 실시예10 | 3.6 | 80.9 | 10 | 질산 | 1 | SiCl4 | 0.4 | 13523 | 76 | 178 | |
ABF: 중불화 암모늄(ammonium bifluoride)
Silic acid: 규산, (OH)2SiO
APS: 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate)
AHF: 암모늄 헥사 플루오로 실리케이트(ammonium hexafluoro silicate)
MTCS: 메틸 트리클로로 실란(methyl trichloro silane)
DCMS: 디클로로 디메틸 실란(dichloro dimethylsilane)
비교예
표 2에 따른 조성으로 식각액 조성물을 제조하여 실시예와 동일한 방법 및 조건으로 실리콘막(Si) 및 실리콘 산화막(SiO2)에 대한 식각 속도를 평가하였다.
각각의 조성물은 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 양의 물을 포함한다.
| 함량 (wt%) | 식각 속도 (  |
선택비 | ||||||||
| 불산 (HF) |
ABF | 질산 | 인산 | 초산 | 황산 | 니트로실 황산 NOHSO4 |
Si | SiO2 | Si/SiO2 | |
| 비교예 1 | 8.4 | 20.0 | 10.0 | 44.0 | 5300 | 2340 | 2 | |||
| 비교예 2 | 1.2 | 40.0 | 10.0 | 29.0 | 5200 | 710 | 7 | |||
| 비교예 3 | 0.5 | 61.0 | 10.0 | 6000 | 430 | 14 | ||||
| 비교예 4 | 0.4 | 69.4 | 4500 | 340 | 13 | |||||
| 비교예 5 | 3.0 | 84.7 | 5.0 | 4708 | 114 | 41 | ||||
| 비교예 6 | 3.0 | 82.0 | 10.0 | 4482 | 78 | 57 | ||||
| 비교예 7 | 3.6 | 81.4 | 10.0 | 6309 | 114 | 55 | ||||
ABF: 중불화 암모늄(ammonium bifluoride)
표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 실시예에 따른 식각액은 실리콘의 식각 속도가 모두 8,000 
/min 이상이면서, 동시에 모두 선택비가 60 이상으로 우수함을 확인하였다.
반면, 비교예의 선택비는 60 이하이며, 실리콘의 식각 속도가 저조함을 확인하였다. 특히, 비교예 6의 경우, 식각비가 60에 근접하지만 실리콘의 식각 속도가 약 6천 
/min 대이므로 실리콘 식각 효과가 실시예 대비 저조함이 확인된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 실리콘의 식각 속도를 향상하면서, 동시에 실리콘 절연막에 대한 실리콘 막의 식각 선택성을 향상시킨다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (10)
- 불소 화합물;
황산;
니트로실 황산; 및
무기산 또는 이의 염을 포함하고,
상기 무기산 또는 이의 염이 불소 화합물, 황산 및 규소 화합물이 아닌, 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 불소 화합물이 불산, 중불화 암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 불화 알루미늄, 불붕산, 불화 암모늄, 중불화나트륨, 중불화칼륨 및 테트라플루오로붕산암모늄 중 하나 이상을 포함하는 것인, 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 무기산이 질산, 인산, 염산, 붕산, 과황산암모늄, 염화 암모늄, 염화수소, 요오드화수소산, 과요오드산, 차아인산, 아인산, 폴리 인산, 피로 인산, 과염소산 및 클로로술폰산 중 하나 이상을 포함하는 것인, 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
규소 화합물을 더 포함하는 것인, 식각액 조성물. - 제4항에 있어서,
상기 규소 화합물 분자가 Si를 1 또는 2개 가지는 것인, 식각액 조성물. - 제4항에 있어서,
상기 규소 화합물이 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 화합물을 포함하는 것인, 식각액 조성물:
[화학식 1]
[화학식 2]
화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 수산화기, 시아노기, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기, 또는 할로겐 원소이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
R4는 단일결합이거나, 치환 또는 치환되지 않은 C1-10 알킬기, C2-10의 알케닐기, C1-10 아미노알킬기, C1-10 알콕시기이고, 상기 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형이고, 할로겐 원소 또는 CH3의 치환기를 가지거나 가지지 않으며,
L은 1 또는 2이다;
[화학식 3]
화학식 3에서,
R5는 암모늄이고,
R6은 할로겐 원소이고,
a는 2이고,
b는 6이다. - 제4항에 있어서,
상기 규소 화합물이 규산, 암모늄 헥사 플루오로 실리케이트, 디클로로 디메틸 실란, 메틸 트리클로로 실란, 실리콘 테트라클로라이드, 클로로(메틸)페닐실란, 클로로-디메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 클로로(디메틸)텍실실란, 클로로(디메틸)비닐실란, 트리클로로실란, 디클로로실란, 모노클로로실란, 헥사클로로디실란 및 펜타클로로디실란 중 하나 이상을 포함하는 것인, 식각액 조성물. - 제1항에 있어서,
실리콘 산화막에 대한 실리콘 식각 선택비가 60 이상인 것인, 식각액 조성물. - 불소 화합물 0.3 내지 30중량%;
황산 50 내지 95중량%;
니트로실 황산 1 내지 30중량%;
무기산 또는 이의 염 0.01 내지 15중량%; 및
조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 잔량의 물을 혼합하는 단계를 포함하고,
상기 무기산 또는 이의 염이 불소 화합물, 황산 및 규소 화합물이 아닌, 식각액 조성물의 제조방법. - 제9항에 있어서,
규소 화합물을 0.01 내지 5중량% 첨가하는 단계를 더 포함하는 것인, 식각액 조성물의 제조방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068868A KR20220160796A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 식각액 조성물 |
| US17/739,489 US20220403243A1 (en) | 2021-05-28 | 2022-05-09 | Etching composition |
| CN202210587008.7A CN115404077A (zh) | 2021-05-28 | 2022-05-26 | 蚀刻液组合物及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068868A KR20220160796A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 식각액 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220160796A true KR20220160796A (ko) | 2022-12-06 |
Family
ID=84157761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210068868A KR20220160796A (ko) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 식각액 조성물 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220403243A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220160796A (ko) |
| CN (1) | CN115404077A (ko) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284721B1 (en) * | 1997-01-21 | 2001-09-04 | Ki Won Lee | Cleaning and etching compositions |
| JP3889271B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2007-03-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JP5508130B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2014-05-28 | 富士フイルム株式会社 | 洗浄組成物、半導体装置の製造方法及び洗浄方法 |
| US9691628B2 (en) * | 2010-12-10 | 2017-06-27 | Tel Fsi, Inc. | Process for silicon nitride removal selective to SiGex |
| WO2012125401A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. | Novel etching composition |
| US8709277B2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-04-29 | Fujifilm Corporation | Etching composition |
| US9472456B2 (en) * | 2013-12-24 | 2016-10-18 | Intel Corporation | Technology for selectively etching titanium and titanium nitride in the presence of other materials |
| KR102237769B1 (ko) * | 2017-03-15 | 2021-04-09 | 가부시끼가이샤 도시바 | 에칭액, 에칭 방법, 및 전자 부품의 제조 방법 |
| FR3070694B1 (fr) * | 2017-09-01 | 2020-07-03 | Arkema France | Inhibiteurs de corrosion metallique |
| KR102069345B1 (ko) * | 2018-03-06 | 2020-01-22 | 에스케이씨 주식회사 | 반도체 공정용 조성물 및 반도체 공정 |
| KR101953380B1 (ko) * | 2018-05-31 | 2019-02-28 | 엘티씨에이엠 주식회사 | 실리콘질화막 식각 조성물 |
| CN109609129B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-02-02 | 湖北兴福电子材料有限公司 | 一种硅片打毛液 |
| WO2021076676A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | Versum Materials Us, Llc | Etching composition and method for euv mask protective structure |
-
2021
- 2021-05-28 KR KR1020210068868A patent/KR20220160796A/ko active Search and Examination
-
2022
- 2022-05-09 US US17/739,489 patent/US20220403243A1/en active Pending
- 2022-05-26 CN CN202210587008.7A patent/CN115404077A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220403243A1 (en) | 2022-12-22 |
| CN115404077A (zh) | 2022-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10651045B2 (en) | Compositions and methods for etching silicon nitride-containing substrates | |
| KR20220024378A (ko) | 식각 조성물, 식각 방법 및 반도체 소자 | |
| KR101097277B1 (ko) | 습식 식각용 조성물 | |
| CN110551503B (zh) | 用于湿法蚀刻氮化硅的组合物 | |
| KR102415960B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각액 조성물 및 이를 이용하는 반도체 소자 및 tft 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR101380487B1 (ko) | 실리콘 질화막의 에칭 용액 | |
| KR100706822B1 (ko) | 절연 물질 제거용 조성물, 이를 이용한 절연막의 제거 방법및 기판의 재생 방법 | |
| KR101320416B1 (ko) | 식각액 조성물 및 이를 이용한 습식 식각방법 | |
| JP2016510175A (ja) | 窒化チタンを選択的にエッチングするための組成物および方法 | |
| KR101391605B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각액 조성물 | |
| KR20180109745A (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
| KR100643975B1 (ko) | 이산화규소 ｃｍｐ 공정에서 스크래치와 결함을감소시키거나 없애는 조성물 및 방법 | |
| KR20220160796A (ko) | 식각액 조성물 | |
| KR20180109746A (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
| KR20220159054A (ko) | 식각액 조성물 | |
| TW202128722A (zh) | 用於製造半導體裝置期間之選擇性移除氮化矽之蝕刻組合物及方法 | |
| KR20150088356A (ko) | 실리콘계 화합물막 식각액 조성물 | |
| KR20190007636A (ko) | 니켈계 및 질화티타늄계 금속 제거용 조성물 | |
| KR20240055256A (ko) | 실리콘 선택적 식각액 조성물 | |
| KR102245035B1 (ko) | 실리콘 질화막 식각 조성물 | |
| KR102435735B1 (ko) | 질화막에 대한 선택성이 우수한 식각액 조성물 | |
| KR102378930B1 (ko) | 질화막 식각 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 | |
| KR20240057696A (ko) | 실리콘 산화질화막 선택적 식각 조성물 | |
| KR20240057829A (ko) | 실리콘 산화질화막 선택적 식각 조성물 | |
| KR20180109521A (ko) | 식각액 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |