KR102675052B1 - Etching solution for silicon nitride layer and method for preparing semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 질화막 식각 용액 및 이를 사용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 실리콘 화합물이 쉽게 분해되지 않아 파티클 발생을 방지하며, 식각 조건에서는 실리콘 화합물이 쉽게 분해되어 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 선택비를 증가시키는 실리콘 질화막 식각 용액 및 이를 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a silicon nitride film etching solution and a method of manufacturing a semiconductor device using the same. More specifically, the silicon compound does not decompose easily, preventing the generation of particles, and under etching conditions, the silicon compound easily decomposes, so the silicon nitride film is compared to the silicon oxide film. To provide a silicon nitride film etching solution that increases the selectivity to and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
Description
본 발명은 실리콘 질화막 식각 용액 및 이를 사용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 실리콘 화합물이 쉽게 분해되지 않아 파티클 발생을 방지하며, 식각 조건에서는 실리콘 화합물이 쉽게 분해되어 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 선택비를 증가시키는 실리콘 질화막 식각 용액 및 이를 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon nitride film etching solution and a method of manufacturing a semiconductor device using the same. More specifically, the silicon compound does not decompose easily, preventing the generation of particles, and under etching conditions, the silicon compound easily decomposes, so the silicon nitride film is compared to the silicon oxide film. It relates to a silicon nitride film etching solution that increases the selectivity to and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
현재 실리콘 질화막을 식각하는 방법으로는 여러가지가 있는데 건식 식각법과 습식 식각법이 주로 사용되는 방법이다.Currently, there are several methods for etching silicon nitride films, with dry etching and wet etching methods being the most commonly used methods.
건식 식각법은 통상적으로 기체를 이용한 식각법으로서 등방성이 습식 식각법보다 뛰어나다는 장점이 있으나 습식 식각법보다 생산성이 많이 떨어지고 고가의 방식이라는 점에서 습식 식각법이 널리 이용되고 있는 추세이다.The dry etching method is generally an etching method using a gas and has the advantage of being superior to the wet etching method in isotropy. However, the wet etching method is being widely used because it is less productive and more expensive than the wet etching method.
일반적으로 습식 식각법으로는 식각 용액으로서 인산을 사용하는 방법이 잘 알려져 있다. 이 때, 실리콘 질화막의 식각을 위해 순수한 인산만 사용할 경우 소자가 미세화됨에 따라 실리콘 질화막뿐만 아니라 실리콘 산화막까지 식각됨에 따라 각종 불량 및 패턴 이상이 발생되는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 실리콘 산화막에 보호막을 형성하여 실리콘 산화막의 식각 속도를 더욱 낮출 필요가 있다.In general, a method using phosphoric acid as an etching solution is well known as a wet etching method. At this time, if only pure phosphoric acid is used to etch the silicon nitride film, as the device is miniaturized, not only the silicon nitride film but also the silicon oxide film is etched, which may cause problems such as various defects and pattern abnormalities, so a protective film is applied to the silicon oxide film. It is necessary to further reduce the etching rate of the silicon oxide film by forming it.
본 발명은 파티클 발생을 방지하고, 식각 조건에서 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 선택비를 증가시키는 실리콘 질화막 식각 용액을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a silicon nitride film etching solution that prevents particle generation and increases the selectivity for silicon nitride films over silicon oxide films under etching conditions.
또한, 본 발명은 상술한 실리콘 질화막 식각 용액을 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to provide a method for manufacturing a semiconductor device performed using the above-described silicon nitride film etching solution.
상술한 기술적 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 실리콘 질화막 식각 용액은 인산 수용액 및 하기의 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.In order to solve the above-described technical problem, according to one aspect of the present invention, the silicon nitride film etching solution includes an aqueous phosphoric acid solution and at least one of the compounds represented by Formulas 1 to 3 below.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서,In Formulas 1 to 3,
X1 내지 X6 은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 하이드록시기, 알콕시기, 아민기, C1-C10 의 알킬기, C3-C10 의 시클로알킬기, C1-C10 의 알킬아미노기, C2-C30 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C30 의 아릴기로부터 선택되며, X 1 to 2 -C 30 is selected from a heteroaryl group containing nitrogen or sulfur and a C 6 -C 30 aryl group,
R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소, 알킬아민기, 에터기, C1-C10 의 알킬기, C2-C15 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C15 의 아릴기로부터 선택된다.R 1 to R 3 are each independently selected from hydrogen, an alkylamine group, an ether group, a C 1 -C 10 alkyl group, a C 2 -C 15 heteroaryl group containing nitrogen or sulfur, and a C 6 -C 15 aryl group. do.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 실리콘 질화막 식각 용액을 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device performed using the above-described silicon nitride film etching solution is provided.
본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 용액은 안정된 실리콘 화합물 구조를 나타내는 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함함으로써, 실리콘계 파티클로서의 성장을 방지할 수 있다. The silicon nitride film etching solution according to the present invention can prevent the growth of silicon-based particles by containing at least one of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 showing a stable silicon compound structure.
또한 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 용액은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함함으로써, 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 증가시킬 수 있다.In addition, the silicon nitride film etching solution according to the present invention can increase the etching selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film by including at least one of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 용액을 이용한 실리콘 질화막 제거 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a silicon nitride film removal process using an etching solution according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and are within the scope of common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
이하, 본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 용액에 대하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the silicon nitride film etching solution according to the present invention will be described in detail.
일반적으로, 인산 수용액으로부터 실리콘 산화막을 보호하기 위해 실리콘 질화막 식각 용액에 실리콘 화합물이 포함될 수 있다. 다만, 실리콘 화합물로서 주로 사용되는 실란 화합물은 기본적으로 인산을 포함하는 식각 용액에 대한 용해도가 낮다. 식각 용액에 대한 실란 화합물의 용해도를 증가시키기 위해 실리콘 원자에 친수성 작용기가 결합된 형태의 실란 화합물이 사용되고 있다. In general, a silicon compound may be included in the silicon nitride film etching solution to protect the silicon oxide film from the phosphoric acid aqueous solution. However, silane compounds, which are mainly used as silicon compounds, have basically low solubility in etching solutions containing phosphoric acid. To increase the solubility of silane compounds in etching solutions, silane compounds in the form of a hydrophilic functional group bonded to a silicon atom are used.
다만, 실리콘 원자에 결합된 친수성 작용기는 식각 중 또는 세정 중 하이드록시기로 치환되어 실리콘-하이드록시기(-Si-OH)를 형성할 수 있으며, 실리콘-하이드록시기는 중합에 의해 실리콘 원자와 산소 원자가 교대로 결합하여 랜덤한 사슬 구조를 형성한 실록산(-Si-O-Si-)기를 생성하게 된다.However, the hydrophilic functional group bonded to the silicon atom can be replaced with a hydroxy group during etching or cleaning to form a silicon-hydroxy group (-Si-OH), and the silicon-hydroxy group is formed by polymerizing a silicon atom and an oxygen atom. Siloxane (-Si-O-Si-) groups are formed by combining alternately to form a random chain structure.
상기 실록산기를 포함하는 실란 화합물은 결과적으로 실록산기가 반복하여 중합된 실리콘계 파티클로서 성장 및 석출되며, 실리콘계 파티클은 실리콘 기판에 잔류하여 기판 상에 구현되는 소자의 불량을 야기하거나 식각 또는 세정 공정에 사용되는 장비에 잔류하여 장비 고장을 야기하는 가장 큰 원인으로 작용하게 된다.As a result, the silane compound containing the siloxane group grows and precipitates as silicon-based particles in which the siloxane group is repeatedly polymerized, and the silicon-based particles remain on the silicon substrate, causing defects in devices implemented on the substrate or used in the etching or cleaning process. It remains in the equipment and acts as the biggest cause of equipment failure.
실란 화합물의 실리콘계 파티클로서 성장 및 석출을 방지하기 위해 실리콘 원자에 알킬기 또는 아미노알킬기가 결합된 형태의 실란 화합물이 사용될 수 있다. 그러나 상기 화합물은 고온의 식각 조건에서도 여전히 분해되지 않아 실리콘 산화막의 보호층(passivation layer)을 충분히 형성할 수 없고, 이에 따라 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 증가시키는 효과가 미비한 문제가 발생하게 된다.To prevent growth and precipitation of silicon-based particles of a silane compound, a silane compound in which an alkyl group or aminoalkyl group is bonded to a silicon atom may be used. However, the compound is still not decomposed even under high-temperature etching conditions, so it cannot sufficiently form a passivation layer of the silicon oxide film, resulting in a problem of insignificant effect in increasing the etching selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film. I do it.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 용액은 적정 용해도를 확보하며, 실리콘계 파티클로서의 성장을 방지하고, 식각 조건에서는 쉽게 분해되어 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 선택비를 증가시키기 위해 하기 화학식 1 내지 화학식3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.The silicon nitride film etching solution according to an embodiment of the present invention secures appropriate solubility, prevents the growth of silicon-based particles, and is easily decomposed under etching conditions to increase the selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film. Contains at least one of the compounds represented by Formula 3.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서,In Formulas 1 to 3,
X1 내지 X6 은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 하이드록시기, 알콕시기, 아민기, C1-C10 의 알킬기, C3-C10 의 시클로알킬기, C1-C10 의 알킬아미노기, C2-C30 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C30 의 아릴기로부터 선택되며, X 1 to 2 -C 30 is selected from a heteroaryl group containing nitrogen or sulfur and a C 6 -C 30 aryl group,
R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소, 알킬아민기, 에터기, C1-C10 의 알킬기, C2-C15 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C15 의 아릴기로부터 선택된다.R 1 to R 3 are each independently selected from hydrogen, an alkylamine group, an ether group, a C 1 -C 10 alkyl group, a C 2 -C 15 heteroaryl group containing nitrogen or sulfur, and a C 6 -C 15 aryl group. do.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 실리콘 질화막 식각 용액을 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device performed using the above-described silicon nitride film etching solution is provided.
본원에서 Ca-Cb 작용기는 a 내지 b 개의 탄소 원자를 갖는 작용기를 의미한다. 예를 들어 Ca-Cb 알킬은 a 내지 b 개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 알킬 및 분쇄 알킬 등을 포함하는 포화 지방족기를 의미한다. As used herein, C a -C b functional group refers to a functional group having a to b carbon atoms. For example, C a -C b alkyl refers to a saturated aliphatic group having a to b carbon atoms, including straight-chain alkyl and branched alkyl.
구체적으로, 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-뷰틸, s-뷰틸, i-뷰틸, t-뷰틸, 펜트-1-일, 펜트-2-일, 펜트-3-일, 3-메틸뷰트-1-일, 3-메틸뷰트-2-일, 2-메틸뷰트-2-일, 2,2,2-트리메틸에트-1-일, n-헥실, n-헵틸 및 n-옥틸일 수 있다.Specifically, alkyl is methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, s-butyl, i-butyl, t-butyl, pent-1-yl, pent-2-yl, pent-3-yl. , 3-methylbut-1-yl, 3-methylbut-2-yl, 2-methylbut-2-yl, 2,2,2-trimethyleth-1-yl, n-hexyl, n-heptyl and n -Can be octyl.
또한, 본원에서 시클로알킬은 알킬의 고리형 구조로 이해될 수 있을 것이다. 시클로알킬의 비제한적인 예로는 시클로펜틸, 시클로헥실, 1-시클로헥세닐, 3-시클로헥세닐 및 시클로헵틸 등이 있다.Additionally, cycloalkyl herein may be understood as the cyclic structure of alkyl. Non-limiting examples of cycloalkyls include cyclopentyl, cyclohexyl, 1-cyclohexenyl, 3-cyclohexenyl, and cycloheptyl.
또한, 본원에서 알콕시는 -O-(알킬)기와 -O-(비치환된 사이클로알킬)기 둘 다를 의미하는 것으로, 하나 이상의 에터기 및 1 내지 10 개의 탄소 원자이다. . 구체적으로, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, n-뷰톡시, tert-뷰톡시, sec-뷰톡시, n-펜톡시, n-헥속시, 1,2-다이메틸뷰톡시, 사이클로프로필옥시, 사이클로뷰틸옥시, 사이클로펜틸옥시, 사이클로헥실옥시 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Additionally, as used herein, alkoxy refers to both an -O- (alkyl) group and -O- (unsubstituted cycloalkyl) group, and is one or more ether groups and 1 to 10 carbon atoms. . Specifically, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, n-butoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentoxy, n-hexoxy, 1,2-dimethylbutoxy, It includes, but is not limited to, cyclopropyloxy, cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, etc.
본원에서 알킬아민은 특별한 언급이 없는 한 탄소수 1 내지 5개의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기로 치환된 아민을 가리킨다. 예를 들면 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. As used herein, unless otherwise specified, an alkylamine refers to an amine substituted with a straight or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, etc., but are not limited thereto.
또한, 본원에서 에터기는 산소원자가 두 개의 알킬기들 또는 아릴기들에 의해 연결되어 있는 것을 의미한다.Additionally, as used herein, an ether group means that an oxygen atom is connected by two alkyl groups or aryl groups.
본원에서 아릴은 달리 정의되지 않는 한, 단일 고리 또는 서로 접합 또는 공유결합으로 연결된 다중 고리를 포함하는 불포화 방향족성 고리를 의미한다. 아릴의 비제한적인 예로는 페닐, 바이페닐, o- 터페닐(terphenyl), m-터페닐, p-터페닐, 1-나프틸, 또는 2-나프틸 등이 있다.As used herein, unless otherwise defined, aryl refers to an unsaturated aromatic ring containing a single ring or multiple rings conjugated or covalently linked to each other. Non-limiting examples of aryl include phenyl, biphenyl, o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl, 1-naphthyl, or 2-naphthyl.
본원에서 할로겐은 플루오로(-F), 클로로(-Cl), 브로모(-Br) 또는 요오도(-I)을 의미한다. Halogen herein means fluoro (-F), chloro (-Cl), bromo (-Br) or iodo (-I).
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 실리콘 원자에 결합된 X1 내지 X6 중 적어도 하나의 작용기는 극성을 나타내는 것이 바람직하다. 일예로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 실리콘 원자에 결합된 X1 내지 X6 는 모두 수산화기로서 극성을 나타낼 수 있다. 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물은 극성인 X1 내지 X6 의 치환기가 결합된 실리콘 원자를 포함함으로써, 식각 용액에 대한 실란 화합물의 적정 용해도를 확보할 수 있다.In Formulas 1 to 3, it is preferable that at least one functional group among X 1 to X 6 bonded to a silicon atom exhibits polarity. For example, in Formulas 1 to 3, all of X 1 to X 6 bonded to silicon atoms are hydroxyl groups and may exhibit polarity. The compounds represented by Formulas 1 to 3 include silicon atoms to which polar substituents of X 1 to X 6 are bonded, thereby ensuring appropriate solubility of the silane compound in the etching solution.
일예로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화합물 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.For example, the compound represented by Formula 1 may be any one of the compounds represented by Compounds 1-1 to 1-6 below.
또한, 일예로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화합물 2-1 내지 2-6으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.Additionally, as an example, the compound represented by Formula 2 may be any one of the compounds represented by Compounds 2-1 to 2-6 below.
또한, 일예로, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화합물 3-1 내지 3-6으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.Additionally, as an example, the compound represented by Formula 3 may be any one of the compounds represented by Compounds 3-1 to 3-6 below.
특히, 본 발명의 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물은 실리콘 원자에 싸이클로(cyclo)기를 도입함으로써, 실록산기가 반복하여 중합된 실리콘계 파티클로서의 성장 및 석출이 억제될 수 있으며, 이에 따라 실리콘계 파티클에 의한 소자의 불량 및 장비 고장을 방지할 수 있다. In particular, the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 of the present invention can inhibit the growth and precipitation of silicon-based particles in which siloxane groups are repeatedly polymerized by introducing a cyclo group to a silicon atom, thereby inhibiting the growth and precipitation of silicon-based particles. It can prevent device defects and equipment failures caused by
보다 구체적으로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물에서의 실리콘 원자와 결합된 싸이클로기는 상온에서 안정한 구조를 나타낸다. 이러한 안정한 결합구조에 의해 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물에서의 실리콘 원자는 Si-OH로 치환되지 않으며 이는 Si-OH 중합에 의해 실리콘 원자와 산소 원자가 교대로 결합한 실록산기가 생성되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 실란 화합물 내 실록산기가 생성되는 것이 방지됨에 따라 실리콘계 파티클로서 성장 및 석출이 발생되지 않는 효과를 나타낼 수 있다. 다만, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물에서의 싸이클로기에서 상기 실리콘 원자와 직접 결합된 탄소원자에 결합된 수소원자는 알킬, 아릴 또는 할로겐기로 치환되지 않는다. 실리콘 원자와 직접 결합된 탄소원자에 결합된 수소원자가 알킬 또는 아릴로 치환될 경우에는 식각 용액에 대한 실란 화합물의 적정 용해도를 확보할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 실리콘 원자와 직접 결합된 탄소원자에 결합된 수소원자가 할로겐기로 치환될 경우에는 결합의 안정성이 저하되어 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물이 분해될 수 있다. 이에 따라, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물에서 실리콘 원자는 Si-OH로 치환될 수 있으며, Si-OH 중합에 의해 실리콘 원자와 산소 원자가 교대로 결합한 실록산기가 생성되는 문제가 발생될 수 있다. More specifically, the cyclo group bonded to the silicon atom in the compounds represented by Formulas 1 to 3 exhibits a stable structure at room temperature. Due to this stable bonding structure, the silicon atoms in the compounds represented by Formulas 1 to 3 are not substituted by Si-OH, and this can prevent the creation of siloxane groups in which silicon atoms and oxygen atoms are alternately bonded by Si-OH polymerization. there is. In other words, the generation of siloxane groups in the silane compound is prevented, thereby preventing growth and precipitation of silicon-based particles. However, the hydrogen atom bonded to the carbon atom directly bonded to the silicon atom in the cyclo group in the compounds represented by Formulas 1 to 3 is not substituted with an alkyl, aryl, or halogen group. If the hydrogen atom bonded to the carbon atom directly bonded to the silicon atom is substituted with alkyl or aryl, a problem may arise in which appropriate solubility of the silane compound in the etching solution cannot be secured. If the hydrogen atom bonded to the carbon atom directly bonded to the silicon atom is replaced with a halogen group, the stability of the bond may decrease and the compounds represented by Formulas 1 to 3 may be decomposed. Accordingly, in the compounds represented by Formulas 1 to 3, silicon atoms may be substituted with Si-OH, and Si-OH polymerization may cause a problem in which siloxane groups in which silicon atoms and oxygen atoms are alternately bonded are generated.
본 발명에 따른 식각 용액은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하여, 고온의 식각 조건에서 분해되어 실리콘 산화막의 보호층(passivation layer)을 충분히 형성할 수 있으며, 이에 따라 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비를 증가시키는 효과가 있다. 상기 고온의 식각 조건은 60 ℃ 이상일 수 있다.The etching solution according to the present invention contains at least one of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3, and can be decomposed under high temperature etching conditions to sufficiently form a passivation layer of the silicon oxide film, thereby forming the silicon oxide film. It has the effect of increasing the etch selectivity for the silicon nitride film. The high temperature etching conditions may be 60°C or higher.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 실리콘 원자에 결합된 싸이클로기는 고온의 식각 조건이 아닌 환경에서는 분해되지 않아 실리콘계 파티클로서 성장되지 않는다. More specifically, the cyclo group bonded to the silicon atom in Formulas 1 to 3 is not decomposed in environments other than high-temperature etching conditions and does not grow as silicon-based particles.
다만, 고온의 식각 조건에서는 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물에서 싸이클로기가 ring open이 발생되어 알켄(alkene)이 형성될 수 있다. 이후, 상기 알켄 구조가 포함된 화합물은 인산 수용액과 반응하여 Si-OH로 치환되며, Si-OH는 실리콘 산화막과의 강한 친수성 상호작용을 형성할 수 있다. 이처럼, 강한 친수성 상호작용을 통해 실리콘 산화막의 표면에 부착된 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물은 실리콘 산화막의 인산 수용액으로부터 식각되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.However, under high-temperature etching conditions, a ring opening may occur in the cyclo group in the compounds represented by Formulas 1 to 3, thereby forming an alkene. Thereafter, the compound containing the alkene structure reacts with an aqueous phosphoric acid solution and is replaced with Si-OH, and Si-OH can form a strong hydrophilic interaction with the silicon oxide film. In this way, the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 attached to the surface of the silicon oxide film through strong hydrophilic interaction can serve to prevent the silicon oxide film from being etched from the phosphoric acid aqueous solution.
상술한 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 총 함량이 실리콘 질화막 식각 용액 중 100 내지 100,000 ppm으로 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 총 함량이 실리콘 질화막 식각 용액 중 200 내지 80,000 ppm으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 첨가제의 함량은 실리콘 질화막 식각 용액 중 용해된 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 양으로서, ppm의 단위로서 나타낸 것이다.It is preferable that the total content of the compounds represented by the above-mentioned Chemical Formulas 1 to 3 is 100 to 100,000 ppm in the silicon nitride film etching solution. In addition, it is more preferable that the total content of the compounds represented by the above-mentioned Chemical Formulas 1 to 3 is 200 to 80,000 ppm in the silicon nitride film etching solution. Here, the content of the additive is the amount of the compound represented by Formula 1 to Formula 3 dissolved in the silicon nitride film etching solution, and is expressed in units of ppm.
예를 들어, 실리콘 질화막 식각 용액 중 화학식 1로 표시되는 화합물이 5,000 ppm으로 존재한다는 것은 실리콘 질화막 식각 용액 중 용해된 화학식 1로 표시되는 화합물이 5,000 ppm인 것을 의미할 것이다.For example, the presence of 5,000 ppm of the compound represented by Chemical Formula 1 in the silicon nitride film etching solution will mean that the compound represented by Chemical Formula 1 dissolved in the silicon nitride film etching solution is 5,000 ppm.
실리콘 질화막 식각 용액 중 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 총 함량이 100 ppm 미만으로 존재할 경우, 식각 조건 하에서 실리콘 화합물의 양이 충분하지 못해 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비의 증가 효과가 미비할 수 있다. If the total content of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 in the silicon nitride film etching solution is less than 100 ppm, the amount of the silicon compound is not sufficient under the etching conditions, and the effect of increasing the etching selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film is reduced. It may be insufficient.
반면, 실리콘 질화막 식각 용액 중 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 총 함량이 100,000 ppm을 초과할 경우, 상기 화합물이 인산 수용액에 용해되지 않는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, if the total content of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 in the silicon nitride film etching solution exceeds 100,000 ppm, a problem may occur in which the compounds are not dissolved in the aqueous phosphoric acid solution.
실리콘 기판은 실리콘 질화막(SixNy)를 포함하거나, 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 질화막(SixNy)을 동시에 포함할 수 있다. 또한. 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 동시에 포함된 실리콘 기판의 경우, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 교대로 적층되거나 서로 다른 영역에 적층된 형태일 수 있다.The silicon substrate may include a silicon nitride film (Si x N y ), or may simultaneously include a silicon oxide film (SiO x ) and a silicon nitride film (Si x N y ). also. In the case of a silicon substrate containing both a silicon oxide film and a silicon nitride film, the silicon oxide film and silicon nitride film may be stacked alternately or in different regions.
실리콘 산화막은 용도 및 소재의 종류 등에 따라 SOD (Spin On Dielectric)막, HDP (High Density Plasma)막, 열산화막(thermal oxide), BPSG (Borophosphate Silicate Glass)막, PSG (Phospho Silicate Glass)막, BSG (BoroSilicate Glass)막, PSZ (Polysilazane)막, FSG (Fluorinated Silicate Glass)막, LP-TEOS (Low Pressure TetraEthyl Ortho Silicate)막, PETEOS (Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate)막, HTO (High TemperatureOxide)막, MTO (Medium Temperature Oxide)막, USG (Undopped Silicate Glass)막, SOG (Spin On Glass)막, APL (Advanced Planarization Layer)막, ALD (Atomic Layer Deposition)막, PE-산화막(Plasma Enhanced oxide)또는 O3-TEOS (O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate) 등으로 언급될 수 있다.Depending on the purpose and type of material, the silicon oxide film is divided into SOD (Spin On Dielectric) film, HDP (High Density Plasma) film, thermal oxide film, BPSG (Borophosphate Silicate Glass) film, PSG (Phospho Silicate Glass) film, and BSG film. (BoroSilicate Glass) film, PSZ (Polysilazane) film, FSG (Fluorinated Silicate Glass) film, LP-TEOS (Low Pressure TetraEthyl Ortho Silicate) film, PETEOS (Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate) film, HTO (High Temperature Oxide) film, MTO (Medium Temperature Oxide) film, USG (Undopped Silicate Glass) film, SOG (Spin On Glass) film, APL (Advanced Planarization Layer) film, ALD (Atomic Layer Deposition) film, PE-oxide film (Plasma Enhanced oxide) or O It may be referred to as 3 -TEOS (O 3 -Tetra Ethyl Ortho Silicate), etc.
일 실시예에 있어서, 실리콘 질화막 식각 용액 100 중량부에 대하여 인산 수용액은 60 내지 90 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the phosphoric acid aqueous solution is preferably included in an amount of 60 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon nitride film etching solution.
실리콘 질화막 식각 용액 100 중량부에 대하여 인산 수용액의 함량이 60 중량부 미만인 경우, 실리콘 질화막의 식각 속도가 저하되어 실리콘 질화막이 충분히 식각되지 않거나 실리콘 질화막의 식각의 공정 효율성이 저하될 우려가 있다.If the content of the phosphoric acid aqueous solution is less than 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon nitride film etching solution, the etching rate of the silicon nitride film may decrease, which may result in the silicon nitride film not being sufficiently etched or the etching process efficiency of the silicon nitride film being reduced.
반면, 실리콘 질화막 식각 용액 100 중량부에 대하여 인산 수용액의 함량이 90 중량부를 초과할 경우, 실리콘 질화막의 식각 속도의 증가량에 비해 실리콘 산화막의 식각 속도의 증가량이 커서 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 저하될 수 있다.On the other hand, when the content of the phosphoric acid aqueous solution exceeds 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon nitride film etching solution, the increase in the etching rate of the silicon oxide film is greater than the increase in the etching rate of the silicon nitride film, so the etching of the silicon nitride film is selected over the silicon oxide film. Rain may decrease.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 식각 용액은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함함에 따라 저하되는 실리콘 질화막의 식각 속도를 보상함과 동시에 전체적인 식각 공정의 효율을 향상시키기 위해 불소-함유 화합물을 더 포함할 수 있다.The silicon nitride film etching solution according to an embodiment of the present invention contains at least one of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 to compensate for the reduced etching speed of the silicon nitride film and at the same time improve the efficiency of the overall etching process. It may further contain fluorine-containing compounds.
본원에서 불소-함유 화합물은 불소 이온을 해리시킬 수 있는 임의의 형태의 화합물을 모두 지칭한다.Fluorine-containing compounds herein refer to any type of compound capable of dissociating fluorine ions.
일 실시예에 있어서, 불소-함유 화합물은 불화수소, 불화암모늄, 중불화암모늄 및 불화수소암모늄으로부터 선택되는 적어도 하나이다.In one embodiment, the fluorine-containing compound is at least one selected from hydrogen fluoride, ammonium fluoride, ammonium bifluoride, and ammonium bifluoride.
또한, 다른 실시예에 있어서, 불소-함유 화합물은 유기계 양이온과 불소계 음이온이 이온 결합된 형태의 화합물일 수 있다.Additionally, in another example, the fluorine-containing compound may be a compound in which an organic cation and a fluorine anion are ionically bonded.
예를 들어, 불소-함유 화합물은 알킬암모늄과 불소계 음이온이 이온 결합된 형태의 화합물일 수 있다. 여기서, 알킬암모늄은 적어도 하나의 알킬기를 가지는 암모늄으로서 최대 네 개의 알킬기를 가질 수 있다. 알킬기에 대한 정의는 전술한 바 있다.For example, the fluorine-containing compound may be a compound in which an alkylammonium and a fluorine-based anion are ionically bonded. Here, alkylammonium is ammonium having at least one alkyl group and may have up to four alkyl groups. The definition of an alkyl group has been described above.
또 다른 예에 있어서, 불소-함유 화합물은 알킬피롤리움, 알킬이미다졸리움, 알킬피라졸리움, 알킬옥사졸리움, 알킬티아졸리움, 알킬피리디니움, 알킬피리미디니움, 알킬피리다지니움, 알킬피라지니움, 알킬피롤리디니움, 알킬포스포니움, 알킬모포리니움, 디알킬이미다졸리움, 및 알킬피페리디니움으로부터 선택되는 유기계 양이온과 플루오로포스페이트, 플루오로알킬-플루오로포스페이트, 플루오로보레이트 및 플루오로알킬-플루오로보레이트으로부터 선택되는 불소계 음이온이 이온 결합된 형태의 이온성 액체일 수 있다.In another example, the fluorine-containing compound is alkylpyrrolium, alkylimidazolium, alkylpyrazolium, alkyloxazolium, alkylthiazolium, alkylpyridinium, alkylpyrimidinium, alkylpyridazinium, alkylpyrazolium. Organic cations selected from zinium, alkylpyrrolidinium, alkylphosphonium, alkylmorpholinium, dialkylimidazolium, and alkylpiperidinium, and fluorophosphate, fluoroalkyl-fluorophosphate, and fluorophosphate. It may be an ionic liquid in the form of an ionic bond of a fluorine-based anion selected from borate and fluoroalkyl-fluoroborate.
실리콘 질화막 식각 용액 중 불소-함유 화합물로서 일반적으로 사용되는 불화수소 또는 불화암모늄에 비하여 이온성 액체 형태로 제공되는 불소-함유 화합물은 높은 끓는점 및 분해 온도를 가지는 바, 고온에서 수행되는 식각 공정 중 분해됨에 따라 식각 용액의 조성을 변화시킬 우려가 적다는 이점이 있다.Compared to hydrogen fluoride or ammonium fluoride, which are commonly used as fluorine-containing compounds in silicon nitride film etching solutions, fluorine-containing compounds provided in the form of ionic liquids have a high boiling point and decomposition temperature, and are decomposed during the etching process performed at high temperatures. There is an advantage that there is little risk of changing the composition of the etching solution.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 실리콘 질화막 식각 용액을 사용하여 수행되는 반도체 소자의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device performed using the above-described silicon nitride film etching solution is provided.
본 제조 방법에 따르면, 적어도 실리콘 질화막을 포함하는 실리콘 기판 상에서 상술한 식각 용액을 사용하여 실리콘 질화막에 대한 선택적인 식각 공정을 수행함으로써 반도체 소자를 제조하는 것이 가능하다.According to the present manufacturing method, it is possible to manufacture a semiconductor device by performing a selective etching process for the silicon nitride film using the above-described etching solution on a silicon substrate containing at least a silicon nitride film.
반도체 소자의 제조에 사용되는 실리콘 기판은 실리콘 질화막을 포함하거나, 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 동시에 포함할 수 있다. 또한. 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 동시에 포함된 실리콘 기판의 경우, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막이 교대로 적층되거나 서로 다른 영역에 적층된 형태일 수 있다.A silicon substrate used in the manufacture of a semiconductor device may include a silicon nitride film, or may include a silicon oxide film and a silicon nitride film at the same time. also. In the case of a silicon substrate containing both a silicon oxide film and a silicon nitride film, the silicon oxide film and silicon nitride film may be stacked alternately or in different regions.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 NAND 소자의 제조 공정에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, NAND 형성을 위한 적층 구조체 중 실리콘 산화막에 대한 손실 없이 실리콘 질화막을 선택적으로 제거가 요구되는 공정 단계에서 상술한 식각 용액을 사용함으로써 수행될 수 있다.The semiconductor device manufacturing method according to the present invention can be applied to the NAND device manufacturing process. More specifically, it can be performed by using the above-described etching solution in a process step that requires selective removal of the silicon nitride film without loss of the silicon oxide film in the stacked structure for NAND formation.
일예로, 도 1은 본 발명에 따른 식각 용액을 이용한 실리콘 질화막 제거 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. As an example, Figure 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a silicon nitride film removal process using an etching solution according to the present invention.
도 1을 참조하면, 실리콘 기판(10) 상에 실리콘 질화막(11)과 실리콘 산화막(12)이 교대로 적층된 적층 구조체(20) 위에 마스크 패턴층(30)을 형성한 후, 이방성 식각 공정을 통해 트렌치(50)가 형성된다. Referring to FIG. 1, after forming a
또한, 도 1을 참조하면, 적층 구조체(20) 내에 형성된 트렌치(50) 영역을 통해 본 발명에 따른 식각 용액이 투입되며, 이에 따라 실리콘 질화막(11)이 식각되고, 실리콘 산화막(12)과 마스크 패턴층(30)만 남게된다.Additionally, referring to FIG. 1, the etching solution according to the present invention is injected through the
즉, 본 발명은 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 향상된 식각 용액을 사용함으로써, 적층 구조체(20) 내 실리콘 산화막(12)의 식각을 최소화하며 충분한 시간 동안 실리콘 질화막(11)을 완전하고 선택적으로 제거할 수 있다. 이후, 실리콘 질화막(11)이 제거된 영역에 게이트 전극을 형성하는 단계가 포함된 후속 공정을 통해 반도체 소자를 제조할 수 있다. That is, the present invention uses an etching solution with an improved etch selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film, thereby minimizing etching of the
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Below, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are only for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention should not be limited thereto.
실시예Example
식각etching 용액의 제조 Preparation of solution
실시예 1 내지 6에서는 상기 화합물 1-1, 2-1, 3-1, 1-2, 2-3 및 3-4를 인산 수용액에 첨가하여 초기 농도가 500 ppm이 되도록 식각 용액을 제조하였다.In Examples 1 to 6, the compounds 1-1, 2-1, 3-1, 1-2, 2-3, and 3-4 were added to an aqueous phosphoric acid solution to prepare an etching solution with an initial concentration of 500 ppm.
실시예 1 내지 6에 따른 식각 용액 조성물은 표 1과 같다.The etching solution compositions according to Examples 1 to 6 are shown in Table 1.
(85중량%)
+
첨가제
(0.050중량%)
+
잔부 물Phosphoric acid aqueous solution
(85% by weight)
+
additive
(0.050% by weight)
+
remainder water
비교예 1 내지 3에 따른 식각 용액 조성물은 표 2와 같다.The etching solution compositions according to Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 2.
(85중량%)
+
잔부 물Phosphoric acid aqueous solution
(85% by weight)
+
remainder water
+
첨가제
(0.050중량%)
+
잔부 물Phosphoric acid aqueous solution (85% by weight)
+
additive
(0.050% by weight)
+
remainder water
+
첨가제
(0.050중량%)
+
잔부 물Phosphoric acid aqueous solution (85% by weight)
+
additive
(0.050% by weight)
+
remainder water
실험예Experiment example
실리콘 산화막 및 실리콘 Silicon oxide film and silicon 질화막의nitride film 식각etching 속도 측정 speed measurement
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에 따른 실리콘 질화막 식각 용액을 165℃에서 500 Å 두께의 실리콘 산화막(thermal oxide layer) 및 실리콘 질화막을 가열된 식각 용액에 침지시켜 10분간 식각하였다. The silicon nitride film etching solution according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 was etched at 165°C for 10 minutes by immersing a 500 Å thick silicon oxide layer and a silicon nitride film in the heated etching solution.
식각 전 및 식각 후 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막의 두께는 엘립소미트리(Nano-View, SE MG-1000; Ellipsometery)를 이용하여 측정하였으며, 식각 속도는 식각 전 및 식각 후 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막의 두께 차이를 식각 시간(10분)으로 나누어 산출한 수치이다.The thickness of the silicon oxide film and silicon nitride film before and after etching was measured using ellipsometry (Nano-View, SE MG-1000; Ellipsometery), and the etch rate was determined by the difference in thickness of the silicon oxide film and silicon nitride film before and after etching. This value is calculated by dividing by the etching time (10 minutes).
측정된 식각 속도는 하기의 표 3과 같다.The measured etch rates are shown in Table 3 below.
식각 속도(/min)silicon oxide film
Etch speed ( /min)
식각 속도(/min)silicon nitride film
Etch speed ( /min)
(실리콘 질화막 식각 속도/ 실리콘 산화막 식각 속도)etch selectivity
(Silicon nitride film etch rate/Silicon oxide film etch rate)
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 식각 용액은 비교예 1 내지 3의 식각 용액에 비해 실리콘 산화막에 대한 식각 속도를 낮출 수 있으며, 이에 따라 실리콘 산화막 대비 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 향상됨을 확인할 수 있다. As shown in Table 3, the etching solutions of Examples 1 to 6 can lower the etching rate for the silicon oxide film compared to the etching solutions of Comparative Examples 1 to 3, and accordingly, the etching selectivity for the silicon nitride film compared to the silicon oxide film is lower. You can see the improvement.
실리콘계 silicone type 파티클의of particles 평균 average 직경diameter 측정 measurement
상온(25℃)에서 시간 경과에 따라 실시예 1 내지 6 및 비교예 2, 3의 식각 용액 내 존재하는 실리콘계 파티클의 평균 직경을 측정하였다. 실리콘계 파티클의 평균 직경은 PSA(particle size analyzer)를 이용하여 측정하였다. 측정된 실리콘계 파티클의 평균 직경은 하기 표 4와 같다.The average diameter of silicon-based particles present in the etching solutions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 2 and 3 was measured over time at room temperature (25°C). The average diameter of silicon-based particles was measured using a PSA (particle size analyzer). The average diameter of the measured silicon-based particles is shown in Table 4 below.
2Comparative example
2
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 식각 용액은 시간이 경과하더라도 실리콘계 파티클이 존재하지 않거나 그 직경이 1nm 미만으로서 미세한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 4, it can be confirmed that the etching solutions of Examples 1 to 6 do not contain silicon-based particles or have a diameter of less than 1 nm, even over time.
반면, 상기 표 4에 나타난 바와 같이, 비교예 2, 3의 식각 용액은 시간 경과에 따라 1μm 이상의 직경을 가지는 실리콘계 파티클이 존재하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, as shown in Table 4, it can be confirmed that silicon-based particles with a diameter of 1 μm or more exist in the etching solutions of Comparative Examples 2 and 3 over time.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of rights of the present invention.
10 : 실리콘 기판 11 : 실리콘 질화막
12 : 실리콘 산화막 20 : 적층 구조체
30 : 마스크 패턴층 50 : 트렌치10: Silicon substrate 11: Silicon nitride film
12: Silicon oxide film 20: Laminated structure
30: Mask pattern layer 50: Trench
Claims (9)
하기의 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나;를 포함하는
실리콘 질화막 식각 용액:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서,
X1 내지 X6 은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 하이드록시기, 알콕시기, 아민기, C1-C10 의 알킬기, C3-C10 의 시클로알킬기, C1-C10 의 알킬아미노기, C2-C30 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C30 의 아릴기로부터 선택되며,
R1 내지 R3 은 각각 독립적으로 수소, 알킬아민기, 에터기, C1-C10 의 알킬기, C2-C15 의 질소 또는 황을 포함하는 헤테로 아릴기 및 C6-C15 의 아릴기로부터 선택된다.
Aqueous phosphoric acid solution; and
At least one of the compounds represented by Formula 1, Formula 2, and Formula 3 below;
Silicon nitride film etch solution:
[Formula 1]
[Formula 2]
[Formula 3]
In Formulas 1 to 3,
X 1 to 2 -C 30 is selected from a heteroaryl group containing nitrogen or sulfur and a C 6 -C 30 aryl group,
R 1 to R 3 are each independently selected from hydrogen, an alkylamine group, an ether group, a C 1 -C 10 alkyl group, a C 2 -C 15 heteroaryl group containing nitrogen or sulfur, and a C 6 -C 15 aryl group. do.
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서,
X1 내지 X6 중 적어도 하나는 극성을 나타내는 것을 특징으로 하는
실리콘 질화막 식각 용액.
According to paragraph 1,
In Formulas 1 to 3,
Characterized in that at least one of X 1 to X 6 represents polarity
Silicon nitride film etching solution.
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서,
X1 내지 X6 은 수산화기인 것을 특징으로 하는
실리콘 질화막 식각 용액.
According to paragraph 1,
In Formulas 1 to 3,
X 1 to X 6 are characterized in that they are hydroxyl groups.
Silicon nitride film etching solution.
상기 실리콘 질화막 식각 용액 중 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물의 총 함량이 100 내지 100,000 ppm 으로 포함되는 것을 특징으로 하는
실리콘 질화막 식각 용액.
According to paragraph 1,
Characterized in that the total content of the compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 in the silicon nitride film etching solution is 100 to 100,000 ppm.
Silicon nitride film etching solution.
상기 실리콘 질화막 식각 용액은 불화수소, 불화암모늄, 중불화암모늄 및 불화수소암모늄으로부터 선택되는 적어도 하나의 불소-함유 화합물을 더 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액.
According to paragraph 1,
The silicon nitride film etching solution further includes at least one fluorine-containing compound selected from hydrogen fluoride, ammonium fluoride, ammonium bifluoride, and ammonium bifluoride,
Silicon nitride film etching solution.
상기 실리콘 질화막 식각 용액은 유기계 양이온과 불소계 음이온이 이온 결합된 형태를 가지는 불소-함유 화합물을 더 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액.
According to paragraph 1,
The silicon nitride film etching solution further includes a fluorine-containing compound in which an organic cation and a fluorine anion are ionically bonded.
Silicon nitride film etching solution.
상기 유기계 양이온은 알킬이미다졸리움(Alkyl-imidazolium), 디알킬이미다졸리움(DiAlkyl-imidazolium), 알킬피리디니움(Alkyl-Pyridinium), 알킬피롤리디니움(Alkyl-pyrrolidinium), 알킬포스포니움(Alkyl-phosphonium), 알킬모포리니움 (Alkyl-morpholinium) 및 알킬피퍼리디니움(Alkyl-piperidinium)로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는
실리콘 질화막 식각 용액.
According to clause 6,
The organic cations include Alkyl-imidazolium, DiAlkyl-imidazolium, Alkyl-Pyridinium, Alkyl-pyrrolidinium, and Alkylphosphonium. Characterized by at least one selected from (Alkyl-phosphonium), Alkyl-morpholinium, and Alkyl-piperidinium.
Silicon nitride film etching solution.
상기 불소계 음이온은 플루오르포스페이트 (Fluorophosphate), 플루오르알킬-플루오르포스페이트 (Fluoroalkyl-fluorophosphate), 플루오르보레이트 (Fluoroborate) 및 플루오르알킬-플루오르보레이트 (Fluoroalkyl-fluoroborate)로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는
실리콘 질화막 식각 용액.
According to clause 6,
The fluorine-based anion is at least one selected from fluorophosphate, fluoroalkyl-fluorophosphate, fluoroborate, and fluoroalkyl-fluoroborate.
Silicon nitride film etching solution.
A method of manufacturing a semiconductor device comprising an etching process performed using the silicon nitride film etching solution according to claim 1.
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|---|---|---|---|---|
| JP2007242970A (en) | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Fujifilm Corp | Polishing liquid |
| WO2019046449A1 (en) | 2017-08-30 | 2019-03-07 | Versum Materials Us, Llc | Alkoxysilacyclic or acyloxysilacyclic compounds and methods for depositing films using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210088950A (en) | 2021-07-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| GRNT | Written decision to grant |