TWI710668B - 用於氮化矽層的蝕刻組成物及用於蝕刻半導體裝置的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用於氮化矽層的蝕刻組成物以及用於蝕刻半導體
裝置的方法。所述蝕刻組成物包含：無機酸或其鹽；水；以及以下化合物中的至少一者：式1化合物、式2化合物、以及所述式1化合物的反應產物或所述式2化合物的反應產物。
式1或式2的R1、R2、R3、R6、R9至R12的定義與在本說明書中所述的定義相同。
Description
本發明是有關於一種用於氮化矽層的蝕刻組成物以及用於蝕刻半導體裝置的方法。更具體而言，本發明是有關於一種用於氮化矽層的蝕刻組成物以及蝕刻半導體裝置的方法，所述用於氮化矽層的蝕刻組成物包含式1矽烷化合物、式2化合物、以及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物中的至少一者，以達成氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性的顯著增加，同時防止在蝕刻期間及/或蝕刻之後使氧化矽層的厚度增加或使矽烷化合物藉由自發反應沉澱。
本申請案主張於2018年7月11日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0080777號的優先權，所述韓國專利申請案的全部揭露內容併入本案供參考。
氮化矽層形成在氧化矽層的上表面或下表面上，或者與氧化矽層交替堆疊。
如此項技術中已知，存在使用被加熱至高溫的磷酸溶液的蝕刻方法，以便移除在半導體製造製程中形成於基板上的氮化矽層圖案。然而，磷酸溶液在改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性方面具有侷限性。認為使用矽烷化合物會改善蝕刻選擇性。
可使用四乙氧基矽烷作為矽烷化合物。然而，四乙氧基矽烷在改善蝕刻選擇性方面仍具有侷限性，且在蝕刻期間或蝕刻之後藉由在氧化矽層上的累積而使得氧化矽層的厚度增加(異常生長)或藉由自發反應而使自身發生沉澱。
本發明的一個目的是提供一種用於氮化矽層的蝕刻組成物，所述用於氮化矽層的蝕刻組成物可顯著改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性。
本發明的另一個目的是提供一種用於氮化矽層的蝕刻組成物，所述用於氮化矽層的蝕刻組成物可防止在蝕刻期間及/或蝕刻之後使氧化矽層的厚度增加或使矽烷化合物藉由自發反應沉澱。
本發明的又一目的是提供一種用於蝕刻半導體裝置的方法，所述方法可顯著改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性，並且可防止在蝕刻期間及/或蝕刻之後使氧化矽層的厚度增加
或使矽烷化合物藉由自發反應沉澱。
根據本發明的一個態樣，一種用於氮化矽層的蝕刻組成物包含：無機酸或其鹽；水；以及以下化合物中的至少一者：式1化合物；式2化合物；以及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物：
其中R1、R2、R3及R6與在本發明的實施方式中所定義的相同；以及
其中R9、R10、R11及R12與在本發明的實施方式中所定義的相同。
在一個實施例中，R1、R2及R3可各自為C1至C10烷氧基。
在一個實施例中，式1化合物可包括乙醯氧基烷基三烷氧基矽烷(acetoxyalkyltrialkoxysilane)、苯甲醯氧基烷基三烷氧基矽烷(benzoyloxyalkyltrialkoxysilane)、(烷氧碳醯)烷基三烷氧
基矽烷((carboalkoxy)alkyltrialkoxysilane)及羥基烷基三烷氧基矽烷(hydroxyalkyltrialkoxysilane)中的至少一者。
在一個實施例中，R9、R10及R11可各自為C1至C10烷氧基。
在一個實施例中，在式2中，所述環氧化脂族烴基可為縮水甘油氧基(glycidoxy group)，並且所述環氧化脂環族烴基可為環氧環己基(epoxycyclohexyl group)。
在一個實施例中，式2化合物可包括縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷(glycidoxyalkyltrialkoxysilane)、(縮水甘油氧基烷基)烷基二烷氧基矽烷((glycidoxyalkyl)alkyldialkoxysilane)及環氧環己基烷基三烷氧基矽烷(epoxycyclohexylalkyltrialkoxysilane)中的至少一者。
在一個實施例中，式1化合物、式2化合物及式1化合物的所述反應產物或式2化合物的所述反應產物中的至少一者可以0.00001重量%至25重量%的量存在於所述用於氮化矽層的蝕刻組成物中。
在一個實施例中，無機酸可為磷酸。
根據本發明的另一態樣，一種用於蝕刻半導體裝置的方法包括使用如上所述的用於氮化矽層的蝕刻組成物來蝕刻氮化矽層。
本發明提供一種用於氮化矽層的蝕刻組成物，所述用於氮化矽層的蝕刻組成物可顯著改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕
刻選擇性。
本發明提供一種用於氮化矽層的蝕刻組成物，所述用於氮化矽層的蝕刻組成物可防止在蝕刻期間及/或蝕刻之後使氧化矽層的厚度增加或使矽烷化合物藉由自發反應沉澱。
本發明提供一種用於蝕刻半導體裝置的方法，所述方法可顯著改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性，並且可防止在蝕刻期間及/或蝕刻之後使氧化矽層的厚度增加或使矽烷化合物藉由自發反應沉澱。
在本文中，數值範圍(例如：C1至C10烷基)不僅包括在此範圍內的每個數值，而且包括在此範圍內的所有範圍。舉例而言，「C1至C10烷基」可包括C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C2至C10、C3至C10或C1至C2烷基。
「烷基」是指具有指定數目碳原子的飽和直鏈或支鏈碳鏈。
「烯基」是指具有指定數目的碳原子以及至少一個藉由自相應烷基的相鄰碳原子分別移除一個氫原子而衍生的碳-碳雙鍵的不飽和直鏈或支鏈烷基。
「炔基」是指具有指定數目的碳原子以及至少一個藉由自相應烷基的相鄰碳原子分別移除二個氫原子而衍生的碳-碳三
鍵的不飽和直鏈或支鏈烷基。
「環烷基」是指具有指定數目碳原子的完全飽和非芳族碳環。環烷基可為單環或多環(例如：二環或三環)烷基。
「環烯基」是指具有指定數目的碳原子以及至少一個藉由自相應環烷基的相鄰碳原子分別移除一個氫原子而衍生的碳-碳雙鍵的完全飽和非芳族碳環。環烯基可為單環或多環(例如：二環或三環)烯基。
「芳基」是指具有指定數目的碳原子的芳族碳環。芳基可為單環或多環(例如：二環或三環)芳基。
「芳基烷基」是指具有指定數目的碳原子且含有經由烷基殘基連接至母結構的芳基部分的殘基。烷基殘基可具有直鏈或支鏈。
在「雜環烷基」、「雜環烯基」、「雜芳基」及「雜芳基烷基」中，「雜(hetero)」是指其中官能基的碳原子被選自N、O或S的原子取代的官能基。
「鹵素」是指F、Cl、Br或I。
在本文中，在表達「經取代或未經取代」中的「經取代」是指對應官能基的至少一個氫原子被選自以下中的至少一者取代：鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)、C1至C10烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C1至C10烷氧基、C3至C10環烷基、C1至C10雜環烷基、
C3至C10環烯基、C1至C10雜環烯基、C6至C20芳基及C1至C20雜芳基。
本發明人基於以下發現而完成本發明：當包含無機酸或其鹽以及水的用於氮化矽層的蝕刻組成物更包含作為矽烷系化合物的式1化合物、式2化合物以及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物中的至少一者時，所述蝕刻組成物顯著改善氮化矽層的蝕刻速率對氧化矽層的蝕刻速率的比率(蝕刻選擇性)，此藉由在蝕刻期間或蝕刻之後防止式1化合物、式2化合物、或式1化合物或式2化合物的反應產物在氧化矽層的表面上累積而不會使氧化矽層的厚度增加(異常生長)，並且防止式1化合物、式2化合物、或式1化合物或式2化合物的反應產物藉由其自發反應而在氧化矽層的表面上沉澱。
在下文中，將更詳細地描述根據本發明的用於氮化矽層的蝕刻組成物的組分。
無機酸或其鹽可選自任何無機酸，只要所述無機酸可向蝕刻組成物提供氫離子即可。舉例而言，無機酸可包括硫酸、硝酸、鹽酸、高氯酸、氟酸、硼酸、磷酸(H3PO4)、亞磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、連二磷酸(H4P2O6)、三聚磷酸(H5P3O10)及焦磷酸(H4P2O7)中的至少一者。較佳地，無機酸為磷酸。
所述無機酸或其鹽可以60重量%至99.99重量%的量存在於所述蝕刻組成物中。在此範圍內，蝕刻組成物可改善氮化矽層的蝕刻速率對氧化矽層的蝕刻速率的比率(蝕刻選擇性)。舉例
而言，無機酸或其鹽可以60重量%至95重量%的量存在於所述蝕刻組成物中。作為另一選擇，無機酸或其鹽可以80重量%至90重量%的量存在。舉例而言，無機酸或其鹽可以60重量%、61重量%、62重量%、63重量%、64重量%、65重量%、66重量%、67重量%、68重量%、69重量%、70重量%、71重量%、72重量%、73重量%、74重量%、75重量%、76重量%、77重量%、78重量%、79重量%、80重量%、81重量%、82重量%、83重量%、84重量%、85重量%、86重量%、87重量%、88重量%、89重量%、90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%、99重量%或99.99重量%的量存在。
水可為例如具有半導體等級的水或超純水，但並非僅限於此。水可以餘量存在於用於氮化矽層的蝕刻組成物中。
作為矽烷系化合物，蝕刻組成物可包含式1化合物：
其中R1、R2及R3各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)、C1至C10烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C1至C10烷氧基、C3至C10
環烷基、C1至C10雜環烷基、C3至C10環烯基、C1至C10雜環烯基、C6至C20芳基及C1至C20雜芳基，其中*為與式1中Si的連接位點；R4及R5各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、C1至C10烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C1至C10烷氧基、C3至C10環烷基、C1至C10雜環烷基、C3至C10環烯基、C1至C10雜環烯基、C6至C20芳基及C1至C20雜芳基；R1、R2及R3中的至少一者選自鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)*及C1至C10烷氧基；且R6為具有式1-1或式1-2的基團：[式1-1]R8-A-R7-*
在式1-1中，*為與式1中Si的連接位點，A為*-(C=O)-O-*或*-O-(C=O)-*，其中*為連接位點，R7為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基、經取代或未經取代的C3至C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2至C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6至C20伸芳基、經取代或未經取代的C3至C20伸雜芳基、經取代或未經取代的C7至C20伸芳基烷基或經取代或未經取代的C3至C20伸雜芳基烷基，且R8為經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C10環烷基、經取代或未經取代的C2至C10雜環烷基、經
取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的C3至C20雜芳基、經取代或未經取代的C7至C20芳基烷基、或經取代或未經取代的C3至C20雜芳基烷基。
[式1-2]R14-B-R13-*
在式1-2中，*為與式1中Si的連接位點，B為*-O-*，其中*為連接位點，R13為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基、經取代或未經取代的C3至C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2至C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6至C20伸芳基、經取代或未經取代的C3至C20伸雜芳基、經取代或未經取代的C7至C20伸芳基烷基或經取代或未經取代的C3至C20伸雜芳基烷基，R14為氫原子、經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C10環烷基、經取代或未經取代的C2至C10雜環烷基、經取代或未經取代的C6至C20芳基、經取代或未經取代的C3至C20雜芳基、經取代或未經取代的C7至C20芳基烷基、或經取代或未經取代的C3至C20雜芳基烷基，其中條件為：R14為氫原子，或R13及R14中的至少一者被羥基取代。
在一個實施例中，R1、R2及R3中的至少一者可為C1至C10烷氧基。在一個實施例中，R1、R2及R3中的二者可為C1至C10烷氧基。在一個實施例中，R1、R2及R3可各自為C1至C10烷
氧基。
在一個實施例中，A可為*-(C=O)-O-*。此處，R7可為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基、經取代或未經取代的C3至C10伸環烷基或者經取代或未經取代的C2至C10伸雜環烷基。在一個實施例中，R7可為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基。在一個實施例中，R7可為經取代或未經取代的C1至C5伸烷基。
在一個實施例中，A可為*-(C=O)-O-*。此處，R8可為經取代或未經取代的C1至C10烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基。在一個實施例中，R8可為經取代或未經取代的C1至C5烷基。在一個實施例中，R8可為經取代或未經取代的C6至C10芳基。
在一個實施例中，A可為*-O-(C=O)-*。此處，R7可為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基、經取代或未經取代的C3至C10伸環烷基或者經取代或未經取代的C2至C10伸雜環烷基。在一個實施例中，R7可為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基。在一個實施例中，R7可為經取代或未經取代的C1至C5伸烷基。
在一個實施例中，A可為*-O-(C=O)-*。此處，R8可為經取代或未經取代的C1至C10烷基、經取代或未經取代的C3至C10環烷基或者經取代或未經取代的C2至C10雜環烷基。在一個實施例中，R8可為經取代或未經取代的C1至C10烷基。在一個實施例中，R8可為經取代或未經取代的C1至C5烷基。
在一個實施例中，在式1-2中，R13可為經取代或未經
取代的C1至C10伸烷基，且R14為氫原子。
在一個實施例中，式1化合物可包括選自以下的至少一者：乙醯氧基烷基三烷氧基矽烷(acetoxyalkyltrialkoxysilane)，包括乙醯氧基甲基三烷氧基矽烷(acetoxymethyltrialkoxysilane)、乙醯氧基乙基三烷氧基矽烷(acetoxyethyltrialkoxysilane)、乙醯氧基丙基三烷氧基矽烷(acetoxypropyltrialkoxysilane)等；苯甲醯氧基烷基三烷氧基矽烷(benzoyloxyalkyltrialkoxysilane)，包括苯甲醯氧基丙基三烷氧基矽烷(benzoyloxypropyltrialkoxysilane)等；(烷氧碳醯)烷基三烷氧基矽烷((carboalkoxy)alkyltrialkoxysilane)，包括2-(甲酯基)乙基三烷氧基矽烷(2-(carbomethoxy)ethyltrialkoxysilane)等；以及羥烷基三烷氧基矽烷(hydroxyalkyltrialkoxysilane)，包括羥丙基三甲氧基矽烷(hydroxypropyltrimethoxysilane)等。
作為矽烷化合物，蝕刻組成物可包含式2化合物：
其中R9、R10及R11各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)、C1至C10烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C1至C10烷氧基、C3至C10
環烷基、C1至C10雜環烷基、C3至C10環烯基、C1至C10雜環烯基、C6至C20芳基及C1至C20雜芳基，其中*為與式2中Si的連接位點；R4及R5各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、C1至C10烷基、C2至C10烯基、C2至C10炔基、C1至C10烷氧基、C3至C10環烷基、C1至C10雜環烷基、C3至C10環烯基、C1至C10雜環烯基、C6至C20芳基及C1至C20雜芳基；且R12為經取代或未經取代的C1至C10伸烷基，其具有環氧化脂族烴基或環氧化脂環族烴基，並且在伸烷基鏈中含有或不含至少一個氧原子。
在式2中，R12的「環氧化脂族烴基」及「環氧化脂環族烴基」可存在於C1至C10伸烷基的伸烷基鏈中或其伸烷基鏈的末端處。
在式2中，R12的「環氧化脂族烴基」是指具有構成脂族烴基的環氧化碳-碳鍵的官能基。舉例而言，環氧化脂族烴基可為縮水甘油氧基，但並非僅限於此。
在式2中，R12的「環氧化脂環族烴基」是指具有構成脂環族烴基的環氧化碳-碳鍵的官能基。舉例而言，環氧化脂環族烴基可為環氧化C5至C10脂環族烴基。舉例而言，環氧化脂環族烴基可為環氧環己基、環氧環庚基或環氧環戊基，但並非僅限於此。
在式2中，R12的C1至C10伸烷基的「C1至C10」是指
除包括在環氧化脂族烴基或環氧化脂環族烴基中的碳原子之外的碳原子的數目介於1個至10個。
在一個實施例中，R9、R10及R11中的至少一者可選自鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)*及C1至C10烷氧基。
在一個實施例中，R9、R10及R11中的一者可為C1至C10烷氧基。在一個實施例中，R9、R10及R11中的二者可為C1至C10烷氧基。在一個實施例中，R9、R10及R11可各自為C1至C10烷氧基。
在一個實施例中，式2化合物可包括以下中的至少一者：縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷(glycidoxyalkyltrialkoxysilane)，包括(3-縮水甘油氧基丙基)三烷氧基矽烷((3-glycidoxypropyl)trialkoxysilane)等；(縮水甘油氧基烷基)烷基二烷氧基矽烷((glycidoxyalkyl)alkyldialkoxysilane)，包括(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二烷氧基矽烷((3-glycidoxypropyl)methyldialkoxysilane)等；以及環氧環己基烷基三烷氧基矽烷(epoxycyclohexylalkyltrialkoxysilane)，包括2-(3,4-環氧環己基)乙基三烷氧基矽烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrialkoxysilane)等。
式1化合物或式2化合物的反應產物是指衍生自式1化合物或式2化合物的組分。所述反應產物可包括例如式1化合物
及式2化合物中的每一者的反應產物；式1化合物或式2化合物與無機酸或其鹽的反應產物；式1化合物或式2化合物與水的反應產物；或式1化合物或式2化合物與無機酸或其鹽及水的反應產物。由於式1化合物或式2化合物可包括鹵素原子、羥基、硫醇基、氰基、胺基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、膦酸基、唑基、*-C(=O)(R4)、*-C(=O)-N(R4)(R5)、*-C(=O)-O-C(=O)(R4)及C1至C10烷氧基，因此式1化合物或式2化合物可與和其相鄰的式1化合物或式2化合物、無機酸或其鹽及/或水反應。舉例而言，當式1化合物(或式2化合物)包括羥基時，在式1化合物(或式2化合物)與和其相鄰的式1化合物(或式2化合物)之間或在式1化合物(或式2化合物)與無機酸或其鹽之間發生脫水，以形成包括醚鍵的反應產物。在另一實例中，當式1化合物(或式2化合物)包括鹵素基或烷氧基時，其中式1化合物(或式2化合物)的鹵素基或烷氧基轉化為羥基的反應產物可藉由式1化合物(或式2化合物)與水之間的反應形成。此外，包括藉由與水反應產生的羥基的式1化合物(或式2化合物)可藉由與和其相鄰的式1化合物(或式2化合物)或與無機酸或其鹽脫水而形成具有醚鍵的反應產物。如此一來，可形成各種反應產物，並且這些反應產物可容易地由熟習此項技術者自式1化合物或式2化合物、無機酸或其鹽及/或水的官能基製備。
式1化合物、式2化合物及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物中的至少一者可以0.00001重量%至25重量%
的量存在於所述蝕刻組成物中。在此範圍內，蝕刻組成物可顯著增加蝕刻選擇性，並可防止異常生長及藉由自發反應而產生沉澱。舉例而言，式1化合物、式2化合物及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物中的至少一者可以0.001重量%至10重量%、0.01重量%至5重量%或0.1重量%至3重量%的量存在於所述蝕刻組成物中。舉例而言，式1化合物、式2化合物及式1化合物的反應產物或式2化合物的反應產物中的至少一者可以0.00001重量%、0.00005重量%、0.0001重量%、0.0005重量%、0.001重量%、0.005重量%、0.01重量%、0.05重量%、0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%或25重量%的量存在。
蝕刻組成物可更包含有機溶劑及無機溶劑中的至少一者以改善式1化合物、式2化合物及/或式1化合物或式2化合物的反應產物的溶解度。有機溶劑及無機溶劑可選自此項技術中任何典型的有機及無機溶劑，並且可包括例如1-甲氧基-2-丙醇及丙二醇甲基醚乙酸酯等。在一個實施例中，有機溶劑或無機溶劑在1個大氣壓下可具有100℃至150℃的沸點(例如100℃)，但並非僅限於此。
用於氮化矽層的蝕刻組成物可更包含典型的添加劑以改善蝕刻效能。舉例而言，蝕刻組成物可更包含防腐劑、界面活性劑、分散劑及蝕刻速率調節劑，但並非僅限於此。
用於蝕刻半導體裝置的方法可包括使用根據本發明的蝕刻組成物來蝕刻氮化矽層。
所述蝕刻方法可例如包括：在基板上形成氮化矽層或氧化矽層；將蝕刻組成物塗敷至氮化矽層或氧化矽層進行蝕刻；以及在蝕刻後移除蝕刻組成物。
所述基板可為在此項技術中通常使用的任何基板，並且可為例如半導體晶圓。
將蝕刻組成物塗敷至氮化矽層或氧化矽層進行蝕刻的步驟可例如包括：將氮化矽層或氧化矽層浸入含有蝕刻組成物的蝕刻浴中，或將蝕刻組成物噴塗至氮化矽層或氧化矽層的上表面，但並非僅限於此。
蝕刻方法可更包括在將蝕刻組成物塗敷至氮化矽層或氧化矽層進行蝕刻之前加熱蝕刻組成物。此處，蝕刻組成物可被加熱至100℃或高於100℃，例如100℃至500℃。在一個實施例中，蝕刻組成物可被加熱至150℃至300℃，但並非僅限於此。
在蝕刻後移除蝕刻組成物的步驟可包括例如使用超純水洗滌蝕刻組成物，隨後乾燥氧化矽層或氮化矽層，但並非僅限於此。
接下來，將參照實例來更詳細地闡述本發明。然而，應
注意提供這些實例僅用於說明，且不應理解為以任何方式限制本發明。
實例1
製備了包含85重量%的磷酸、包含0.5重量%的乙醯氧基甲基三甲氧基矽烷(acetoxymethyltrimethoxysilane)作為矽烷化合物且包含余量的水的用於氮化矽層的蝕刻組成物。
實例2至實例8
除了將矽烷化合物的種類及用量如表1所列進行改變以外，以與實例1相同的方式製備了用於氮化矽層的蝕刻組成物。
實例9至實例14
除了將矽烷化合物的種類及用量如表2所列進行改變以外，以與實例1相同的方式製備了用於氮化矽層的蝕刻組成物。
比較例1至比較例8
除了將矽烷化合物的種類及用量如表1及表2所列進行改變以外，以與實例1相同的方式製備了用於氮化矽層的蝕刻組成物。
就表1及表2中所列的性質評估了在實例及比較例中製備的用於氮化矽層的蝕刻組成物。
將在實例及比較例中製備的蝕刻組成物中的每一者放置於燒杯中並加熱至160℃。然後，將LP-SiN膜(藉由低壓CVD方法形成的氮化矽膜)或PE-SiO膜(藉由電漿增強CVD方法形成的氧化矽膜)置於其中並使用蝕刻組成物蝕刻了5分鐘。在蝕
刻之前及蝕刻之後使用橢偏儀量測LP-SiN膜或PE-SiO膜的厚度，隨後計算氮化矽層的蝕刻速率(A)及氧化矽層的蝕刻速率(B)。然後，根據方程式1計算蝕刻選擇性，並且計算結果示於表1及表2中。
[方程式1]蝕刻選擇性=A/B
其中A表示蝕刻組成物每單位時間相對於氮化矽層的蝕刻速率(單位：埃/分鐘)，且B表示蝕刻組成物每單位時間相對於氧化矽層的蝕刻速率(單位：埃/分鐘)。
在將於實例及比較例中製備的蝕刻組成物中的每一者加熱至160℃之後，使用經加熱的蝕刻組成物蝕刻LP-SiN膜或PE-SiO膜。在蝕刻之後，將蝕刻組成物置於小瓶中，隨後使用特比斯堪(Turbiscan)量測蝕刻組成物在880奈米波長下的透射率，以判斷在蝕刻組成物中是否存在沉澱物，且結果示於表1及表2中。
在表1及表2中，「不適用(N/A)」表示不能量測蝕刻選擇性。
如在表1及表2中所示，根據本發明的用於氮化矽層的蝕刻組成物可改善氮化矽層相對於氧化矽層的蝕刻選擇性，並且可防止氧化矽層的厚度增加或矽烷化合物藉由其自發反應而沉澱。
相反，不含本發明的矽烷化合物的比較例的用於氮化矽層的蝕刻組成物表現出蝕刻選擇性的不顯著改善或使得氧化矽層的厚度增加或矽烷化合物藉由其自發反應而沉澱。
應理解，在不背離本發明的精神及範圍的條件下，熟習此項技術者可做出各種潤飾、改變、變更及等效實施例。
Claims (7)
- 一種用於氮化矽層的蝕刻組成物，包含：以60重量%至99.99重量%的量存在於用於所述氮化矽層的所述蝕刻組成物中的無機酸或其鹽，其中所述無機酸為磷酸；水；以及以0.00001重量%至25重量%的量存在於用於所述氮化矽層的所述蝕刻組成物中的以下化合物中的至少一者：式1化合物；式2化合物；以及所述式1化合物的反應產物或所述式2化合物的反應產物：
- 如申請專利範圍第1項所述的蝕刻組成物，其中在式1中，R1、R2及R3各自為C1至C10烷氧基。
- 如申請專利範圍第1項所述的蝕刻組成物，其中所述式1化合物包括乙醯氧基烷基三烷氧基矽烷、苯甲醯氧基烷基三烷氧基矽烷、(烷氧碳醯)烷基三烷氧基矽烷及羥基烷基三烷氧基矽烷中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述的蝕刻組成物，其中在式2中，R9、R10及R11各自為C1至C10烷氧基。
- 如申請專利範圍第1項所述的蝕刻組成物，其中在式2中，所述環氧化脂族烴基為縮水甘油氧基，並且所述環氧化脂環 族烴基為環氧環己基。
- 如申請專利範圍第1項所述的蝕刻組成物，其中所述式2化合物包括縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷、(縮水甘油氧基烷基)烷基二烷氧基矽烷及環氧環己基烷基三烷氧基矽烷中的至少一者。
- 一種用於蝕刻半導體裝置的方法，包括：使用如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的用於氮化矽層的蝕刻組成物來蝕刻所述氮化矽層。
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