KR20230155101A - 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 - Google Patents

실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법 Download PDF

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Abstract

무기산 또는 그의 염; 용매; 불화물 0.05 중량% 내지 0.2 중량%; 아미노 실란 6 중량% 내지 15 중량%; 및 알킬 실란 0.5 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용하여 수행되는 실리콘 질화막 식각 방법이 개시된다.

Description

실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법{ETCHING COMPOSITION FOR SILICON NITRIDE LAYER AND METHOD FOR ETCHING SILICON NITRIDE LAYER USING THE SAME}
본 발명은 실리콘 질화막 식각용 조성물 및 이를 이용한 실리콘 질화막 식각 방법에 관한 것이다.
다양한 반도체 제조 과정은 실리콘 질화막에 대한 선택적 식각 공정을 필요로 한다. 최근 V-NAND 제조 공정 중 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 교대로 적층된 구조에서 실리콘 질화막만 선택적으로 제거하는 공정 및 이러한 공정을 구현하기 위한 식각 조성액에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.
일반적으로 실리콘 질화막의 식각 용액으로서 인산 수용액이 사용되어 왔다. 그러나, 이 식각액을 그대로 사용하는 경우 실리콘 질화막뿐만 아니라 실리콘 산화막까지 식각되어 공정에서 요구하는 실리콘 질화막/실리콘 산화막 선택비를 충족시키지 못하는 문제점이 있다. 상기 문제점을 해결하기 위하여, 인산과 함께 사용될 다양한 첨가제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 첨가제로서 불화물을 조성물에 포함시키는 것이 고려되고 있다. 불화물은 조성물에 첨가시 실리콘 질화막의 속도를 높일 수 있다. 그런데, 불화물은 실리콘 산화막의 식각 속도도 높여 식각 선택비를 낮출 수 있고, 식각 공정 중 이상 성장을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 불화물을 함유하더라도 식각 선택비가 높으며, 이상 성장이 없는 실리콘 질화막 식각용 조성물을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 불화물을 사용하더라도 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도의 비(식각 선택비)가 높으며, 식각 공정 중 실리콘 산화막 상에 쌓임 현상(이상 성장)이 없는, 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 사용한 식각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 무기산 또는 그의 염; 용매; 불화물 0.05 중량% 내지 0.2 중량%; 아미노 실란 6 중량% 내지 15 중량%; 및 알킬 실란 0.5 중량% 내지 1.5 중량%를 포함한다.
본 발명의 식각 방법은 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 불화물을 사용하더라도 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도의 비(식각 선택비)가 높으며, 식각 공정 중 실리콘 산화막 상에 쌓임 현상(이상 성장)이 없는, 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하였다.
본 발명은 상기 실리콘 질화막 식각용 조성물을 사용한 식각 방법을 제공하였다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타내는 "X 내지 Y"에서 "내지"는 "≥X이고 ≤ Y"으로 정의한다.
본 발명은 불화물을 사용하더라도 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도의 비(식각 선택비)가 높으며, 식각 공정 중 실리콘 산화막 상에 쌓임 현상(이상 성장)이 없는, 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제공하였다.
본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 무기산 또는 그의 염; 용매; 불화물 0.05 중량% 내지 0.2 중량%; 아미노 실란 6 중량% 내지 15 중량%; 및 알킬 실란 0.5중량% 내지 1.5 중량%를 포함한다.
이하, 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물의 구성 성분을 상세하게 설명한다.
무기산 또는 이의 염
무기산 또는 이의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 내에 수소 이온을 제공하여 식각을 촉진시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 무기산은 황산, 질산, 염산, 과염소산, 불산, 붕산, 인산(H3PO4), 아인산(H3PO3), 하이포아인산(H3PO2), 하이포인산(H4P2O6), 트리폴리인산(H5P3O10), 피로인산(H4P2O7) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 무기산은 인산을 포함할 수 있다.
무기산 또는 이의 염의 사용량은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 무기산 또는 이의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 60 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 범위에서 실리콘 산화막의 식각 속도에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도의 비(식각 선택비)가 높이는데 용이할 수 있다. 구체적으로, 무기산 또는 그의 염은 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 60 중량% 내지 80 중량%, 더 구체적으로 65 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.
용매
용매는 극성 용매로서, 예를 들어 반도체용 등급의 물, 증류수 또는 초 순수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 용매는 실리콘 질화막 식각용 조성물 중 잔량으로 포함될 수 있다. 구체적으로, 용매는 상기 조성물 중 잔량, 예를 들면 1 중량% 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.
불화물
불화물은 조성물 내 포함되어 실리콘 질화막의 식각 속도를 높여줄 수 있으나, 실리콘 산화막의 식각 속도도 높일 수 있어, 높은 식각 선택비를 얻기 어려울 수 있고, 막질의 외관 변화를 초래할 수 있다.
본 발명에서는 조성물 중 불화물을 적정량으로 포함함으로써, 식각 선택비를 높이고 식각 공정 중 발생하는 부산물에 의한 막질의 외관 변화를 최소화할 수 있도록 하였다.
불화물은 불화 수소(hydrogen fluoride), 불화 암모늄(ammonium fluoride), 중불화 암모늄(ammonium bifluoride), 테트라플루오로붕산(tetrafluoroboric acid) 중 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다. 바람직하게는 불화물로서는 불화 암모늄이 사용될 수 있다.
불화물은 조성물 중 0.05 중량% 내지 0.2 중량%로 포함된다. 불화물이 조성물 중 0.05 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 불화물 첨가에 따른 실리콘 질화막의 식각 속도 개선 효과가 미약할 수 있다. 불화물이 조성물 중 0.2 중량% 초과로 포함되는 경우에는 불화물 첨가량의 증가에 따른 실리콘 산화막의 식각 속도가 높아져서 높은 선택비 확보가 어렵고 식각 공정 중 실리콘 산화막 상에 이상 성장이 발생할 수 있다.
아미노 실란 및 알킬 실란
본 발명은 조성물 중 아미노 실란 및 알킬 실란을 적정량으로 포함함으로써, 식각 선택비를 높이고 식각 공정 중 발생하는 부산물에 의한 막질의 외관 변화를 최소화하며, 식각 공정 중 이상 성장이 없도록 하였다.
아미노 실란은 조성물 중 6 중량% 내지 15 중량%로 포함된다. 아미노 실란이 조성물 중 6 중량% 미만인 경우에는 아미노 실란 첨가에 따른 효과가 미약하여 식각 선택비 개선, 부산물에 의한 막질의 외관 변화 최소화 및 이상 성장 억제 중 하나 이상의 효과가 떨어질 수 있다. 아미노 실란이 조성물 중 15 중량% 초과인 경우에는 불화물을 포함하는 조성물 중 아미노 실란의 용해성이 떨어지고 이상 성장이 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
알킬 실란은 조성물 중 0.5 중량% 내지 1.5 중량%로 포함된다. 알킬 실란이 조성물 중 0.5 중량% 미만인 경우에는 알킬 실란 첨가에 따른 효과가 미약하여 식각 선택비 개선, 부산물에 의한 막질의 외관 변화 최소화 및 이상 성장 억제 중 하나 이상의 효과가 떨어질 수 있다. 알킬 실란이 조성물 중 1.5 중량% 초과인 경우에는 식각 공정 중 알킬 실란에 의해 이상 성장을 일으킬 수 있다.
조성물 중 아미노 실란 및 알킬 실란의 총합은 조성물에 함유된 전체 실란 화합물 중 99중량% 이상, 바람직하게는 99.9 중량% 내지 100 중량%, 더 바람직하게는 100 중량%로 포함될 수 있다. 상기 아미노 실란 및 알킬 실란을 각각 본 발명의 범위로 포함하는 조성물은 아미노 실란 및 알킬 실란 이외의 실란 화합물이 포함되지 않더라도 본 발명의 효과를 충분히 구현할 수 있다.
아미노 실란 및 알킬 실란의 총합은 조성물 중 6 중량% 초과 18 중량% 이하, 바람직하게는 6.5 중량% 내지 16 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
조성물 중 알킬 실란 : 아미노 실란의 중량비는 1 : 3 내지 1 : 15, 바람직하게는 1 : 5 내지 1 : 12의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
아미노 실란은 모노 실란일 수 있다. 본 명세서에서 '모노 실란'은 화합물 중 실리콘을 1개 갖는 화합물을 의미할 수 있다.
일 구체예에서, 아미노 실란은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 이의 염을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알콕시기,
R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R4는 하기 (i), (ii) 중 적어도 하나를 만족하고,
(i)상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환됨.
(ii)상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 -(CH2)-는 -N(R13)-으로 대체됨.
이때, R11, R12, R13은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기이다).
바람직하게는, R4는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환될 수 있다. 바람직하게는, R11, R12 중 적어도 하나는 수소일 수 있다.
바람직하게는, R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 알킬기 중 1개 내지 3개, 바람직하게는 2개 또는 3개의 -(CH2)-는 -N(R13)-으로 대체될 수 있다. 바람직하게는, R13은 수소일 수 있다.
바람직하게는, R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 알킬기 중 1개 내지 3개, 바람직하게는 1개 또는 2개의 -(CH2)-는 -N(R13)-으로 대체되고, 상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환될 수 있다. 바람직하게는, R11, R12, R13 중 적어도 하나는 수소일 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물의 염은 상술한 화학식 1의 화합물로부터 유래된 양이온과 음이온의 중성 염을 의미한다. 상기 양이온은 상기 화학식 1 중 질소에 수소 또는 치환기(예: 탄소수 1 내지 3의 알킬기)가 추가로 결합됨으로써 형성되는 양이온을 의미한다.
상기 음이온은 할로겐 음이온(예: F-, Cl-, Br-, I-); 탄산 음이온(예: CO3 2-, HCO3 -), 초산 음이온(CH3COO-), 구연산 음이온(HOC(COO-)(CH2COO-)2) 등의 유기산 음이온; 질소 함유 음이온(예: NO3 -, NO2 -); 인 함유 음이온(예: PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -); 황 함유 음이온(예: SO4 2-, HSO4 -); 시아나이드 음이온(CN-) 등을 들 수 있다.
일 구체예에서, 아미노 실란은 질소 개수가 1개 이상, 바람직하게는 1개 내지 3개, 더 바람직하게는 1개인 아미노 실란이 될 수 있다. 질소 개수가 1개인 아미노 실란은 본 발명의 조성물에서의 효과가 현저할 수 있다.
질소 개수가 1개인 아미노 실란은 아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필 트리에톡시실란 등의 아미노프로필 트리(C1-C5)알콕시실란, 아미노부틸 트리에톡시실란 등의 아미노부틸 트리(C1-C5)알콕시실란, 트리메톡시실릴 프로필-N,N,N-트리메틸암모늄 , 트리에톡시실릴 프로필-N,N,N-트리메틸암모늄 등의 트리(C1-C5)알콕시실릴 프로필-N,N,N-트리(C1-C5)알킬암모늄 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
질소 개수가 2개인 아미노 실란은 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란 등을 포함하는 (아미노에틸아미노)프로필 트리메톡시실란, (아미노에틸아미노)프로필 트리에톡시실란 등을 포함하는 (아미노에틸아미노)프로필 트리(C1-C5)알콕시실란, [[(2-아미노에틸)아미노]메틸] 트리에톡시실란 등을 포함하는 [[(아미노에틸)아미노]메틸] 트리에톡시실란, [[(아미노에틸)아미노]메틸] 트리메톡시실란 등을 포함하는 [[(아미노에틸)아미노]메틸] 트리(C1-C5)알콕시실란 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
질소 개수가 3개인 아미노 실란은 디에틸렌트리아미노프로필 트리메톡시실란(N-(3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌트리아민), 디에틸렌트리아미노프로필 트리에톡시실란(N-(3-트리에톡시실릴프로필) 디에틸렌트리아민), 디에틸렌트리아미노프로필 트리프로폭시실란(N-(3-트리메톡시실릴프로필) 디에틸렌트리아민) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
알킬 실란은 모노 실란일 수 있다. 아미노 실란 및 알킬 실란이 각각 모노 실란인 경우 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 알킬 실란은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
R5, R6, R7은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알콕시기,
R8은 탄소수 1 내지 3의 알킬기).
바람직하게는 R8은 탄소수 1 내지 2의 알킬기(메틸기 또는 에틸기)가 될 수 있다.
알킬 실란은 메틸 트리메톡시실란 등의 메틸 트리(C1-C5)알콕시실란, 에틸 트리에톡시실란 등의 에틸 트리(C1-C5)알콕시실란, 프로필 트리에톡시실란 등의 프로필 트리(C1-C5)알콕시실란 등이 될 수 있다.
실리콘 질화막 식각용 조성물은 질소 함유 첨가제를 더 포함할 수 있다.
질소 함유 첨가제는 실란 첨가제 및 식각 부산물을 안정화시켜 파티클 방지에 도움을 줄 수 있다. 질소 함유 첨가제는 질소를 갖는 고리 화합물을 포함할 수 있다:
질소를 갖는 고리-함유 화합물은 치환 또는 비치환된 테트라졸, 치환 또는 비치환된 테트라진, 치환 또는 비치환된 퓨린, 치환 또는 비치환된 아데닌, 치환 또는 비치환된 구아닌, 치환 또는 비치환된 크산틴 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 질소를 갖는 고리-함유 화합물은 치환 또는 비치환된 테트라졸, 치환 또는 비치환된 테트라진 중 1종 이상, 가장 바람직하게는 치환 또는 비치환된 테트라졸을 포함할 수 있다.
실리콘 질화막 식각용 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위해 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 부식 방지제, 계면 활성제, 분산제, 식각 속도 조절제 등을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 측면에 따르면, 실리콘 질화막의 식각 방법이 제공된다. 본 발명의 일 구현예에 따른 실리콘 질화막의 식각 방법은 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 사용하여 실리콘 질화막을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며, 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
인산 79.4중량%, 초순수 14.05중량%, 아미노 실란(3-아미노프로필 트리메톡시실란) 6.0중량%, 알킬 실란(메틸 트리메톡시실란) 0.5중량%, 불화물(불화 암모늄) 0.05중량%를 혼합하여 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 5
실시예 1에서 인산, 초순수, 아미노 실란, 알킬 실란, 불화물의 함량을 하기 표 1(단위: 중량%)과 같이 변경한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 6
실시예 1에서, 알킬 실란으로 메틸 트리메톡시실란 대신에, 에틸 트리에톡시실란을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예 7
실시예 1에서, 아미노 실란으로 3-아미노프로필 트리메톡시실란 대신에, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 9
실시예 1에서 인산, 초순수, 아미노 실란, 알킬 실란, 불화물의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 10
실시예 1에서 알킬 실란 대신에 설폰산 함유 실란(3-(트리히드록시실릴)프로판-1-설폰산)을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
비교예 11
실시예 1에서 알킬 실란 대신에 인 함유 실란((2-디에틸포스페이토에틸)트리에톡시실란)을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실리콘 질화막 식각용 조성물을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 실리콘 질화막 식각용 조성물에 대하여 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1)식각 속도(단위: Å/min) 및 식각 선택비
실시예 및 비교예에서 제조한 실리콘 질화막 식각용 조성물을 비커에 넣고 식각 온도(165℃)로 가열한 후, 실리콘 질화막(LP-SiN 막) 또는 실리콘 산화막(PE-SiO 막)을 넣고 상기 식각 온도에서 30분간 식각하였다. 식각 전 및 식각 후의 LP-SiN막 또는 PE-SiO 막의 두께를 엘립소미터를 이용하여 측정하여 식각 속도를 구하였다. 실리콘 산화막의 식각 속도(B)에 대한 실리콘 질화막의 식각 속도(A)의 비(식각 선택비 = A/B)를 계산하였다. 실리콘 질화막의 식각 속도는 60Å/min 이상인 것이 바람직하고, 식각 선택비는 200 이상인 것이 바람직하다.
(2)패턴 내 이상 성장 발생 여부
실시예 및 비교예에서 제조한 실리콘 질화막 식각용 조성물을 비이커에 넣고 식각 온도(165℃)로 가열한 후, 실리콘 질화막(LP-SiN 막) 또는 실리콘 산화막(PE-SiO 막)을 넣고 상기 식각 온도에서 20분 동안 식각한 다음, SEM으로 단패턴 입구의 이상 성장 발생 여부를 육안으로 확인하여, 이상 성장(예: 돌기 등)이 발생한 경우 ○, 이상 성장이 발생하지 않은 경우 X로 평가하였다.
인산
(중량%)		 초순수
(중량%)		 아미노
실란
(중량%)		 알킬 실란
(중량%)		 설폰산
함유
실란
(중량%)		 인
함유
실란
(중량%)		 불화물
(중량%)		 실리콘
질화막
식각 속도
(Å/min)		 실리콘
산화막
식각 속도
(Å/min)		 식각
선택비		 이상 성장
실시예1 79.4 14.05 6.0 0.5 0 0 0.05 65 0.3 217 X
실시예2 78.9 14.02 6.0 1.0 0 0 0.08 74 0.1 740 X
실시예3 77.3 13.6 8.0 1.0 0 0 0.1 72 0.2 360 X
실시예4 75.1 13.25 10.0 1.5 0 0 0.15 70 0.1 700 X
실시예5 70 13.8 15.0 1.0 0 0 0.2 62 0.1 620 X
실시예6 79.4 13.9 6.0 0.5 0 0 0.2 71 0.15 473 X
실시예7 79.4 13.9 6.0 0.5 0 0 0.2 70 0.15 467 X
비교예1 85.0 15.0 0.0 0.0 0 0 0.0 78 3.0 26 O
비교예2 84.0 14.9 0.0 1.0 0 0 0.1 82 0.1 820 O
비교예3 78.1 13.8 8.0 0.0 0 0 0.1 80 4.2 19 X
비교예4 79.4 14.25 5.8 0.5 0 0 0.05 73 0.1 730 O
비교예5 70 14.25 15.2 0.5 0 0 0.05 63 0.1 630 O
비교예6 79.4 14.15 6.0 0.4 0 0 0.05 72 0.8 90 X
비교예7 78.4 13.95 6.0 1.6 0 0 0.05 75 0.03 2500 O
비교예8 79.4 14.06 6.0 0.5 0 0 0.04 52 0.2 260 X
비교예9 79.4 13.89 6.0 0.5 0 0 0.21 77 0.5 154 O
비교예10 79.4 14.05 6.0 0 0.5 0 0.05 67 1.0 67 X
비교예11 79.4 14.05 6.0 0 0 0.5 0.05 68 0.9 76 X
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 실리콘 질화막 식각용 조성물은 식각 선택비가 높으며, 식각 공정 중 이상 성장이 없었다.
반면에, 아미노 실란, 알킬 실란 중 적어도 어느 하나를 함유하지 않는 비교예 1 내지 비교예 3은 본 발명의 상술 효과를 얻을 수 없었다.
아미노 실란, 알킬 실란, 불화물 각각이 본 발명의 함량 범위를 만족하지 않는 비교예 4 내지 비교예 9는 이상 성장 발생, 식각 선택비가 낮거나 실리콘 질화막의 식각 속도가 낮은 문제점이 있었다.
알킬 실란 대신에 다른 종류의 실란이 사용된 비교예 10 내지 비교예 11은 실리콘 산화막의 식각 속도가 높아 선택비가 낮아지는 문제점이 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 무기산 또는 그의 염;
    용매;
    불화물 0.05 중량% 내지 0.2 중량%;
    아미노 실란 6 중량% 내지 15 중량%; 및
    알킬 실란 0.5 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아미노 실란, 상기 알킬 실란은 각각 모노 실란인 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아미노 실란은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 이의 염을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물:
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에서,
    R1, R2, R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알콕시기,
    R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R4는 하기 (i), (ii) 중 적어도 하나를 만족하고,
    (i)상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환됨.
    (ii)상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 -(CH2)-는 -N(R13)-으로 대체됨.
    이때, R11, R12, R13은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기이다).
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서
    R4는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환되고, R11, R12 중 적어도 하나는 수소이거나; 또는
    R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 상기 알킬기 중 1개 내지 3개의 -(CH2)-는 -N(R13)-으로 대체되고, 상기 알킬기 중 적어도 1개 이상의 수소 원자는 -N(R11)(R12)으로 치환되고, R11, R12, R13 중 적어도 하나는 수소인 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아미노 실란은 아미노프로필 트리(C1-C5)알콕시실란, 아미노부틸 트리(C1-C5)알콕시실란, 트리(C1-C5)알콕시실릴프로필-N,N,N-트리(C1-C5)알킬암모늄, (아미노에틸아미노)프로필 트리(C1-C5)알콕시실란, (((아미노에틸)아미노)메틸) 트리(C1-C5)알콕시실란 중 1종 이상을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 알킬 실란은 하기 화학식 2로 표시되는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물:
    [화학식 2]

    (상기 화학식 2에서,
    R5, R6, R7은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알콕시기,
    R8은 탄소수 1 내지 3의 알킬기).
  7. 제1항에 있어서, 상기 알킬 실란은 메틸 트리(C1-C5)알콕시실란, 에틸 트리(C1-C5)알콕실란, 프로필 트리(C1-C5)알콕시실란, 중 1종 이상을 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 불화물은 불화 수소, 불화 암모늄, 중불화 암모늄, 테트라플루오로붕산 중 1종 또는 2종 이상 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 아미노 실란 및 상기 알킬 실란의 총 합은 상기 조성물 중 전체 실란 화합물 중 99중량% 이상으로 포함되는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조성물은
    상기 무기산 또는 그의 염 60 중량% 내지 90 중량%;
    상기 용매 1 중량% 내지 25 중량%
    상기 불화물 0.05 중량% 내지 0.2 중량%;
    상기 아미노 실란 6 중량% 내지 15 중량%; 및
    상기 알킬 실란 0.5 중량% 내지 1.5 중량%를 포함하는 것인, 실리콘 질화막 식각용 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 실리콘 질화막 식각용 조성물을 이용하여 수행되는 실리콘 질화막 식각 방법.

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