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KR20170001801A - Etching solution for silicon nitride layer - Google Patents

Etching solution for silicon nitride layer Download PDF

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KR20170001801A
KR20170001801A KR1020150090545A KR20150090545A KR20170001801A KR 20170001801 A KR20170001801 A KR 20170001801A KR 1020150090545 A KR1020150090545 A KR 1020150090545A KR 20150090545 A KR20150090545 A KR 20150090545A KR 20170001801 A KR20170001801 A KR 20170001801A
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etching
nitride film
silicon
etching solution
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Abstract

The present invention relates to an etching solution for a silicon nitride film and, more specifically, to an etching solution having a higher etching selection ratio to a silicon nitride film than a silicon oxide film when wet-etching in a semiconductor manufacturing process. The etching solution for a silicon nitride film comprises: phosphoric acid; a silicon-based additive represented by chemical formula 1; and residual water.

Description

실리콘 질화막 식각 용액{ETCHING SOLUTION FOR SILICON NITRIDE LAYER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a silicon nitride (SiN)

본 발명은 실리콘 질화막 식각 용액에 관한 것이며, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 습식 식각하는 경우 실리콘 산화막에 비해 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 높은 식각 용액에 관한 것이다.
The present invention relates to a silicon nitride film etching solution, and more particularly, to an etching solution having a higher etching selectivity to a silicon nitride film than a silicon oxide film in wet etching in a semiconductor manufacturing process.

반도체 공정에서 실리콘 질화막은 실리콘 산화막, 폴리 실리콘막, 실리콘 웨이퍼 표면 등과 접촉하는 구조로 CVD (Chemical vapor deposition) 공정을 통해서 증착되며, 이는 건식 식각 및 습식 식각을 통해서 제거된다.In a semiconductor process, a silicon nitride film is deposited via a CVD (Chemical Vapor Deposition) process in a structure in contact with a silicon oxide film, a polysilicon film, or a silicon wafer surface, which is removed by dry etching and wet etching.

건식 식각은 불소계 가스와 비활성 기체 등을 넣고 진공 하에서 진행하는데 식각시 사용하는 물질과 장비가 고가이므로, 이보다는 인산을 이용한 습식 식각을 널리 이용하고 있다.In dry etching, fluorine-based gas and inert gas are added and the process proceeds under vacuum. Since the materials and equipment used for etching are expensive, wet etching using phosphoric acid is widely used.

인산에 의한 실리콘 질화막의 식각은 다음과 같은 화학반응을 통해 진행된다.The etching of the silicon nitride film by phosphoric acid proceeds through the following chemical reaction.

4H3PO4 + 3Si3N4 + 27H2O → 4(NH4)3PO4 + 9H2SiO3
4H 3 PO 4 + 3Si 3 N 4 + 27H 2 O → 4 (NH 4 ) 3 PO 4 + 9H 2 SiO 3

순수한 인산을 식각 용액으로 사용할 경우 실리콘 질화막의 식각 속도는 실리콘 산화막의 식각 속도에 비해 약 20~50배 정도 빨라서 어느 정도 선택적인 실리콘 질화막의 제거가 가능하다. 최근 반도체 기술의 발달로 패턴(pattern)의 크기가 줄어듬에 따라 실리콘 산화막의 미세 식각이 각종 불량 및 패턴 이상 등의 원인이 되고 있다. When pure phosphoric acid is used as an etching solution, the etching rate of the silicon nitride film is about 20 to 50 times faster than the etching rate of the silicon oxide film, so that a selective silicon nitride film can be removed to some extent. Recently, due to the development of semiconductor technology, the size of the pattern has been reduced, and the micro-etching of the silicon oxide film has caused various defects and abnormal patterns.

또한, 실리콘 질화막은 인산과 반응하여 H2SiO3 형태로 변화하는데 일부 해리되어 Si 이온의 형태로 용액상에 존재하게 되고, 르 샤틀리에의 원리에 의해 식각용액에서 실리콘 이온의 농도가 진해짐에 따라 실리콘 질화막의 식각 속도가 감소하게 된다. In addition, the silicon nitride film reacts with phosphoric acid and changes into the H 2 SiO 3 form. The silicon nitride film is partially dissociated and is present in the form of Si ions in the form of a solution. Due to the principle of Le Chatelier, The etch rate of the silicon nitride film decreases.

실리콘 산화막도 용액 상 실리콘 이온이 존재한다면 마찬가지의 이유로 식각량 줄어들게 되는데 이런 현상을 이용하여 실리콘계 첨가제를 식각액에 처음부터 추가하여 실리콘 산화막의 식각 속도를 줄이는 방법을 주로 사용하고 있다. If the silicon oxide film is also present in the solution, the etching amount is decreased for the same reason. By using this phenomenon, the method of reducing the etching rate of the silicon oxide film is mainly used by adding the silicon type additive to the etching solution from the beginning.

구체적으로, 인산을 가열하여 폴리인산을 얻은 후 100 ℃이상에서 식각하여 선택비를 높이는 식각방법이 개시되어 있으나, 폴리인산의 안정성 및 결정 구조에 따른 선택비 향상 효과가 검증된 바 없고, 폴리인산의 농도를 정량하기 어려우며, 수화시 과량의 열 발생으로 공정온도의 제어가 어려운 점이 있다. 또한 인산에 황산, 산화제를 첨가하여 선택적으로 식각할 수 있는 식각 용액이 개시되어있으나, 황산 첨가의 경우 실리콘 산화막뿐만 아니라 실리콘 질화막의 식각 속도까지 늦추는 문제점이 있다. Specifically, an etching method has been disclosed in which phosphoric acid is heated to obtain polyphosphoric acid and then etched at a temperature of 100 ° C or higher to raise the selectivity. However, the effect of improving the selectivity by the stability of the polyphosphoric acid and the crystal structure has not been proven, And it is difficult to control the process temperature due to excessive heat generation during hydration. In addition, although an etching solution which can selectively etch by adding sulfuric acid and an oxidizing agent to phosphoric acid has been disclosed, there is a problem in that sulfuric acid addition slows down the etching rate of the silicon nitride film as well as the silicon oxide film.

추가적으로, 개시된 기술 중 인산에 질산과 불산을 미량 넣어서 고 선택비를 얻는 식각 방법은 불산의 첨가로 인하여 실리콘 산화막의 식각 속도가 높아지는 문제점이 있고, 실리콘계 불화물을 첨가하여 실리콘 질화막에 대해 선택적으로 식각할 수 있는 식각 용액은 실리콘의 과다 첨가로 인하여 웨이퍼 표면에 이물이 붙는 문제점이 있다.In addition, in the disclosed technique, an etching method of obtaining a high selectivity by adding a small amount of nitric acid and hydrofluoric acid to phosphoric acid has a problem in that the etching rate of the silicon oxide film is increased due to the addition of hydrofluoric acid, and the silicon nitride film is selectively etched There is a problem that foreign substances adhere to the wafer surface due to excessive addition of silicon.

현재까지 보고된 실리콘 질화막의 식각 용액의 제조기술은 크게 3가지로 분류될 수 있다. There are three major technologies for the production of etching solutions for silicon nitride films reported so far.

첫 번째 기술은 실리콘 질화막의 식각 속도를 높이는 기술로서, 실리콘 산화막의 식각 속도도 함께 높아지므로 미세 공정에 적용하기 어렵다. The first technique is a technique for increasing the etching rate of the silicon nitride film, and the etching rate of the silicon oxide film is also increased so that it is difficult to apply to the microfabrication process.

두 번째 기술은 실리콘 산화막의 식각 속도를 늦추는 기술로서, 첨가제 사용에 의해 대부분이 실리콘 질화막의 식각 속도도 함께 늦추기 때문에 생산성에서 손해를 본다. The second technique is a technique for slowing the etching rate of the silicon oxide film. Most of the additives are used to slow the etching rate of the silicon nitride film.

세 번째 기술은 실리콘계 불소화합물을 첨가하는 기술로서, 실리콘 질화막의 식각 속도는 높여주고, 실리콘 산화막의 식각 속도는 낮추어 주고는 있으나 식각 용액 중의 실리콘 함량이 너무 높아서 웨이퍼 표면에 이물이 붙어 식각 용액의 수명이 매우 짧고, 다양한 첨가제를 많이 사용하지 못한다. The third technique is to add a silicon fluorine compound, which increases the etching rate of the silicon nitride film and lowers the etching rate of the silicon oxide film. However, since the silicon content in the etching solution is too high, foreign matter adheres to the surface of the wafer, Is very short, and many additives can not be used.

따라서, 상기한 단점을 극복하는 새로운 조성의 식각 용액 개발이 필요하다.
Therefore, it is necessary to develop an etching solution of a new composition which overcomes the above disadvantages.

본 발명은 반도체 공정에서 실리콘 산화막에 비해 실리콘 질화막에 대한 식각 선택비가 높은 식각 용액을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an etching solution having a higher etching selectivity to a silicon nitride film than a silicon oxide film in a semiconductor process.

또한, 본 발명은 실리콘 웨이퍼 식각시 실리콘 질화막 식각 속도가 향상된 식각 용액을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an etching solution having a silicon nitride film etched at a high etching rate.

또한, 본 발명은 실리콘 웨이퍼 식각시 실리콘 산화막 식각을 보다 억제하여 반도체 소자의 전기적 특성 저하 및 산화막 손상을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can further suppress the etching of the silicon oxide film when the silicon wafer is etched, thereby preventing deterioration of electrical characteristics of the semiconductor device and damage of the oxide film.

또한, 본 발명은 실리콘 표면에 이물이 남지 않고, 고온에서 안정적인 식각 용액을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a stable etching solution at a high temperature without leaving any foreign matter on the silicon surface.

상기한 과제해결을 위하여, In order to solve the above problems,

본 발명은 인산; 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 첨가제; 및 잔량의 물;을 포함하는, 실리콘 질화막 식각 용액을 제공한다:
The present invention relates to a process for the preparation of A silicon-based additive represented by the following formula (1); And a residual amount of water, the silicon nitride film etching solution comprising:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

여기서, R1은 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시이며, R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시, 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 및 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산으로부터 선택되며, R4는 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산이며,
Wherein, R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 Alkyl or C 1 -C 10 alkoxy, R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 Alkyl, or C 1 -C 10 alkoxy, to C 1 -C 10 alkyl sulfonate, and represented by the formula (2) is selected from C 1 -C 10 alkyl sulfonic acids represented by the formula 3, R 4 is represented by the formula (2) to C 1 -C 10 alkyl sulfonate, or to which a C 1 -C 10 alkyl sulfonic acid of the formula (3),

[화학식 2](2)

Figure pat00002

Figure pat00002

[화학식 3](3)

Figure pat00003

Figure pat00003

여기서, R5 및 R6은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬, C1-C10 알콕시 및 C1-C10 할로알킬로부터 선택되고, 상기 n은 0 내지 10의 정수이다.Wherein R 5 and R 6 are independently selected from hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy and C 1 -C 10 haloalkyl, and n is an integer from 0 to 10 to be.

상기 실리콘 질화막 식각 용액을 제공함으로써, 반도체 공정에 있어서, 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 동시에 존재하는 실리콘 웨이퍼에서 실리콘 질화막을 선택적으로 제거할 수 있다.
By providing the silicon nitride film etching solution, the silicon nitride film can be selectively removed from the silicon wafer in which the silicon nitride film and the silicon oxide film exist simultaneously in the semiconductor process.

본 발명은 인산 식각 용액에 치환기로써 알킬 설포네이트 또는 알킬 설폰산을 갖는 실리콘계 첨가제를 포함함으로써, 실리콘 질화막/산화막 선택비가 높고, 실리콘 질화막의 빠른 식각과 실리콘 산화막의 식각 억제 효율이 뛰어난 식각 용액을 제공한다.The present invention provides an etching solution having a high silicon nitride film / oxide film selection ratio and excellent etching efficiency of a silicon nitride film and etching inhibition of a silicon oxide film by including a silicon type additive having an alkyl sulfonate or an alkyl sulfonic acid as a substituent in a phosphoric acid etching solution do.

또한, 본 발명의 식각 용액은 고온 안정성이 뛰어나, 웨이퍼 내 이물이나 황산 등의 부산물이 발생되지 않아, 미세 공정에서의 실리콘 질화막 식각에 있어서 효과적이다.
In addition, the etching solution of the present invention is excellent in high-temperature stability and is free from foreign matters such as wafers and by-products such as sulfuric acid, and is effective in etching a silicon nitride film in a fine process.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the invention pertains. Only. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 인산; 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 첨가제; 및 잔량의 물;을 포함하는 실리콘 질화막 식각 용액을 제공한다.
The present invention relates to a process for the preparation of A silicon-based additive represented by the following formula (1); And water in a remaining amount.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00004

Figure pat00004

여기서, R1은 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시이다Wherein, R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 Alkyl or C 1 -C 10 alkoxy

상기 히드록시는 -OH를 의미한다.The hydroxy means -OH.

상기 C1-C10 알킬은 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 알킬기, 분쇄 알킬기, 사이클로알킬(알리사이클릭)기, 알킬 치환된 사이클로알킬기 및 사이클로알킬 치환된 알킬기를 포함하는 포화 지방족기의 라디칼을 의미한다. The C 1 -C 10 Alkyl means a radical of a saturated aliphatic group having from 1 to 10 carbon atoms, including straight chain alkyl groups, branched alkyl groups, cycloalkyl (alicyclic) groups, alkyl substituted cycloalkyl groups and cycloalkyl substituted alkyl groups.

상기 직쇄 또는 분쇄 알킬기는 이의 주쇄에 10개 이하(예를 들어, C1-C10의 직쇄, C3-C10의 분쇄), 바람직하게는 8개 이하, 보다 바람직하게는 5개 이하의 탄소 원자를 가진다. The straight chain or branched chain alkyl group has 10 or fewer carbon atoms in its main chain (for example, a straight chain of C 1 -C 10 , a C 3 -C 10 chain), preferably 8 or less, more preferably 5 or less carbons Have an atom.

구체적으로, 상기 알킬기는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, i-부틸, t-부틸, 펜트-1-일, 펜트-2-일, 펜트-3-일, 3-메틸부트-1-일, 3-메틸부트-2-일, 2-메틸부트-2-일, 2,2,2-트리메틸에트-1-일, n-헥실, n-헵틸 및 n-옥틸일 수 있다.Specific examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, s-butyl, Methylbut-2-yl, 2,2,2-trimethylet-1-yl, n-hexyl, n-heptyl and n-octyl.

마찬가지로, 바람직한 사이클로알킬은 이의 고리 구조에 3-10개 탄소 원자, 바람직하게는 3,4,5,6 또는 7개의 탄소원자를 가진다. Likewise, preferred cycloalkyls have 3-10 carbon atoms in their ring structure, preferably 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms.

구체적으로, 사이클로알킬기는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헥실메틸, 사이클로헵틸, 바이사이클로[2.1.1]헥실, 바이사이클로[2.2.1]헵틸, 데칼리닐 또는 아다만틸일 수 있다.Specifically, the cycloalkyl group may be cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, cycloheptyl, bicyclo [2.1.1] hexyl, bicyclo [2.2.1] heptyl, decalinyl or adamantyl .

상기 알콕시는, -O-(알킬)기와 -O-(비치환된 사이클로알킬)기 둘 다를 의미하는 것으로, 일 이상의 에테르기 및 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분쇄 탄화 수소로, 여기서 상기 알킬, 사이클로알킬은 상기에서 정의한 바와 같다. The alkoxy means both an -O- (alkyl) group and an -O- (unsubstituted cycloalkyl) group, and is a straight chain or branched hydrocarbon having one or more ether groups and 1 to 10 carbon atoms, Alkyl, cycloalkyl are as defined above.

구체적으로, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, 1,2-다이메틸부톡시, 사이클로프로필옥시, 사이클로부틸옥시, 사이클로펜틸옥시, 사이클로헥실옥시 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. Specific examples include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, n-butoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentoxy, n- But are not limited to, cyclopropyloxy, cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, and the like.

또한, R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시, 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 및 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산으로부터 선택된다. R 2 and R 3 are independently of each other hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 Alkyl or C 1 -C 10 alkoxy, a C 1 -C 10 alkylsulfonate represented by the following formula (2), and a C 1 -C 10 alkylsulfonic acid represented by the following formula (3).

상기 알킬, 알콕시에 관한 사항은 상기 R1과 동일하다.The matters concerning the alkyl and alkoxy are the same as those of R 1 .

알킬 설폰산이란, 탄화수소에 설포기 -SO3H가 치환된 화합물을 지칭하며, 하기 화학식 2의 알킬 설포네이트는 하기 화학식 3의 염 형태이다.The alkylsulfonic acid refers to a compound in which sulfo-SO 3 H is substituted in a hydrocarbon, and the alkylsulfonate represented by the following formula (2) has a salt form of the following formula (3).

상기 알킬 설포네이트 및 알킬 설폰산을 치환기로 가짐으로써, 설페이트와 달리 높은 온도에서 안정성이 높아 이물질이나 황산 등을 발생시키지 않으면서도, 실리콘 질화막/산화막 식각 선택비가 높고 실리콘 질화막 식각 속도가 높은 식각 용액을 구현할 수 있다.By having the above alkyl sulfonate and alkyl sulfonic acid as a substituent, an etching solution having a high silicon nitride / oxide etching selectivity and a high silicon nitride etching rate can be obtained without generating foreign substances or sulfuric acid, Can be implemented.

상기 설폰산 및 설포네이트의 알킬부에 관한 사항은 상기 R1의 알킬과 동일하다.The alkyl moiety of the sulfonic acid and the sulfonate is the same as the alkyl of R 1 .

R4는 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산이다.R 4 is a C 1 -C 10 alkylsulfonate represented by the following formula (2) or a C 1 -C 10 alkylsulfonic acid represented by the following formula (3).

상기 알킬 설포네이트 및 알킬 설폰산에 관한 사항은 상기 R2 및 R3와 동일하다.
The matters concerning the alkyl sulfonate and the alkyl sulfonic acid are the R < 2 > And R < 3 >.

[화학식 2]
(2)

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식 3](3)

Figure pat00006

Figure pat00006

상기

Figure pat00007
물결 형상은 상기 화학식 1의 R4가 단일 결합으로 치환되는 치환기를 의미한다.remind
Figure pat00007
The wavy configuration means a substituent in which R 4 in the formula (1) is substituted with a single bond.

여기서, R5 및 R6은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬, C1-C10 알콕시 및 C1-C10 할로알킬로부터 선택되고, 상기 n은 0 내지 10의 정수이다.Wherein R 5 and R 6 are independently selected from hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy and C 1 -C 10 haloalkyl, and n is an integer from 0 to 10 to be.

상기 알킬 및 알콕시에 관한 사항은 상기 R1과 동일하며, 상기 R5 또는 R6는 적어도 하나의 탄소가 질소로 치환된 알킬, 알콕시 또는 할로알킬일 수 있다.Wherein the alkyl and alkoxy are the same as R 1 and R 5 or R 6 may be alkyl, alkoxy or haloalkyl in which at least one carbon atom is substituted with nitrogen.

특히, 상기 R5 및 R6의 탄소 사슬에 질소가 포함되어 있을 경우 실리콘 산화막의 식각율이 감소하는 현상이 나타난다. Particularly, when nitrogen is contained in the carbon chains of R 5 and R 6 , the etching rate of the silicon oxide film decreases.

질소원자 자체의 높은 전기음성도와 비공유 전자쌍에 의해 제타포텐셜이 실리콘 산화막과 유사하게 나타나 쉽게 실리콘 산화막 주변을 둘러싸게 되며, 인산에 의한 식각을 방해하므로 실리콘 산화막의 식각율이 감소할 수 있다.The zeta potential is similar to that of the silicon oxide film due to the high electronegativity of the nitrogen atom itself and the non-covalent electron pair, which easily surrounds the silicon oxide film and interferes with the etching by phosphoric acid, thereby reducing the etching rate of the silicon oxide film.

구체적으로, 상기 할로 알킬이란, 플루오로(-F), 클로로(-Cl), 브로모(-Br) 또는 요오도(-I)로 치환된 알킬을 의미한다.Specifically, the haloalkyl means alkyl substituted with fluoro (-F), chloro (-Cl), bromo (-Br) or iodo (-I).

상기 알킬은 부착이 원자가 전자 요구조건을 위반하지 않는다면 하나 이상의 비수소 치환기를 포함할 수 있다. The alkyl may include one or more non-hydrogen substituents if the attachment does not violate the valence electron requirements.

예를 들어, 할로 알킬은 -CH2(할로), -CH(할로)2또는 -C(할로)3를 말하며, 메틸기의 수소 중 적어도 하나가 할로겐으로 대체된 메틸기를 의미한다. For example, haloalkyl refers to -CH2 (halo), -CH (halo) 2 or -C (halo) 3, and the methyl group in which at least one of the hydrogens of the methyl group is replaced by halogen.

구체적으로, 트리플로로메틸, 트리클로로메틸, 트리브로모메틸및 트리요오도메틸 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다.Specific examples include, but are not limited to, trifluoromethyl, trichloromethyl, tribromomethyl, and triiodomethyl.

상기 실리콘 질화막 식각 용액에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니며, 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.The water contained in the silicon nitride film etching solution is not particularly limited, and it is preferable to use deionized water.

또한, 본 발명의 식각 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 계면활성제, 금속 이온 봉쇄제, 부식 방지제 등을 사용할 수 있다.In addition, the etching composition of the present invention may further include any additive conventionally used in the art to improve the etching performance. As the additive, a surfactant, a metal ion blocking agent, a corrosion inhibitor and the like can be used.

일반적인 실리콘계 첨가제의 경우 인산에 대한 용해도가 좋지 못하기 때문에 인산에 잘 녹을 수 있는 작용기를 붙여 용해도를 조절한다. In general silicone additives, the solubility of phosphoric acid is poor, so the functional groups that can be dissolved in phosphoric acid are added to control solubility.

다만, 실리콘 질화막 식각 공정은 고온의 인산을 사용하기 때문에 이러한 작용기는 반응성이 높아질 수 있어, 부반응으로 실리콘계 첨가제가 변형되어 이물질인 실리콘다이옥사이드 (SiO2)가 석출되는 현상이 발생하므로 기판의 불량을 야기할 수 있다.However, since the silicon nitride film etching process uses phosphoric acid at a high temperature, these functional groups may have high reactivity, and the silicone additive may be deformed due to the side reaction, resulting in precipitation of silicon dioxide (SiO 2 ) can do.

구체적으로, 실릴 알코올 등을 치환기로 갖는 첨가제의 경우 실리콘 산화막의 식각 속도 감소에는 탁월한 효과가 있으나, 끓는점이 낮아 고온의 산 조건인 식각 공정에서 사용하기 부적합하다.Specifically, an additive having a silyl alcohol or the like as a substituent has an excellent effect in reducing the etching rate of a silicon oxide film, but is not suitable for use in an etching process which is a high temperature acidic condition due to a low boiling point.

아울러, 실릴 알코올은 고온의 산 조건에서 탈수 축합 반응이 쉽게 진행되기 때문에 실록산 형태로 변화하거나 실리콘 다이옥사이드 입자가 석출되어 반도체 웨이퍼 상에 파티클 문제를 야기할 수 있다.In addition, the silyl alcohol easily undergoes dehydration condensation reaction under a high temperature acidic condition, so that it may change into a siloxane form or precipitate silicon dioxide particles, which may cause particle problems on a semiconductor wafer.

또한, 설페이트를 치환기로 갖는 실리콘 첨가제를 포함하는 식각 용액은 고온의 산 조건에서 실리콘 부분과 설페이트 부분의 분해가 진행되며, 최종적으로 실리콘염과 황산을 발생시킨다.In addition, the etching solution containing a silicon additive having a sulfate as a substituent progresses decomposition of a silicon portion and a sulfate portion under an acidic condition at a high temperature, and finally generates a silicon salt and sulfuric acid.

이렇게 실리콘 질화막 식각 과정에서 황산이 첨가되면 실리콘 질화막 식각 속도가 줄어드는 단점이 있고, 실리콘 표면에 황산의 황 성분이 남아 소자 특성을 저하시킬 우려가 있다.When sulfuric acid is added in the silicon nitride film etching process, there is a disadvantage that the etching rate of the silicon nitride film is reduced, and the sulfur component of sulfuric acid remains on the silicon surface, which may deteriorate the device characteristics.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 용액에 포함되는 실리콘계 첨가제는 상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 알킬 설포네이트 또는 알킬 설폰산을 치환기로 포함한다.In order to solve such problems, the silicon-based additive contained in the silicon nitride film etching solution of the present invention includes an alkyl sulfonate or an alkyl sulfonic acid represented by the above formula (2) or (3) as a substituent.

이로써, 본 발명의 식각 용액은 실리콘 질화막/산화막 선택비가 매우 높고, 실리콘 질화막 식각 속도를 향상 시킬 수 있다.As a result, the etching solution of the present invention has a very high silicon nitride / oxide selectivity and can improve the etching rate of the silicon nitride film.

또한, 실리콘 산화막 식각을 효율적으로 억제할 수 있기 때문에 산화막 손상을 방지하여 식각 결과물인 반도체 소자의 전기적 특성이 우수하다.In addition, since etching of the silicon oxide film can be efficiently suppressed, damage to the oxide film is prevented, and the electrical characteristics of the semiconductor device as an etching result are excellent.

또한, 고온에서 안정적이기 때문에 실리콘 다이옥사이드 등의 이물질이 발생하지 않아, 실리콘 질화막 식각 속도가 줄어들거나 기판 불량이 야기되지 않는다.In addition, since it is stable at a high temperature, foreign substances such as silicon dioxide are not generated, and the etching rate of the silicon nitride film is reduced or substrate defects are not caused.

더불어, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 용액은 실리콘-탄소-설폰산 또는 설포네이트 형태로 존재하기 때문에 고온에서도 안정적일 수 있어, 황산이 발생하지 않기 때문에 실리콘 질화막 식각 속도가 향상되고, 식각이 진행되는 중에 반도체 소자 특성을 저하시키지 않는다.In addition, since the silicon nitride film etching solution of the present invention exists in the form of silicon-carbon-sulfonic acid or sulfonate, it can be stable even at a high temperature, so that the etching rate of the silicon nitride film is improved because sulfuric acid is not generated, And does not deteriorate the semiconductor device characteristics.

상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 인산을 70 내지 90 중량부, 바람직하게는 70 내지 85 중량부, 더욱 바람직하게는 75 내지 85 중량부로 포함할 수 있다.The phosphoric acid may be contained in an amount of 70 to 90 parts by weight, preferably 70 to 85 parts by weight, more preferably 75 to 85 parts by weight, based on 100 parts by weight of the etching solution.

상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 인산을 70 중량부 미만으로 포함하는 경우, 이물질이 발생하거나 실리콘 질화막 식각 속도가 저하되어 질화막이 용이하게 제거되지 않을 우려가 있다.If phosphoric acid is contained in an amount of less than 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the etching solution, foreign matter may be generated or the etching rate of the silicon nitride film may be lowered, so that the nitride film may not be easily removed.

또한, 상기 인산을 90 중량부를 초과하여 포함하는 경우, 실리콘 산화막 식각 속도도 높아져 실리콘 질화막/산화막 선택비가 줄어들 우려가 있다.When the phosphoric acid is contained in an amount exceeding 90 parts by weight, the silicon oxide film etch rate is also increased, which may reduce the selectivity of the silicon nitride film / oxide film.

상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 실리콘계 첨가제를 0.01 내지 1.0 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 중량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량부로 포함할 수 있다.0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.1 to 0.7 part by weight, and more preferably 0.2 to 0.4 part by weight of the silicone additive may be included in 100 parts by weight of the etching solution.

상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 실리콘계 첨가제가 0.01 미만으로 투입되는 경우, 실리콘 산화막 식각 속도 감소가 이루어지지 않거나, 고온에서 식각 공정의 안정성이 유지되지 않아 이물질 발생의 우려가 있다.When the silicon-based additive is added to less than 0.01 per 100 parts by weight of the etching solution, the etching rate of the silicon oxide film is not reduced, or the stability of the etching process is not maintained at a high temperature.

또한, 상기 실리콘계 첨가제가 1.0 중량부를 초과하여 투입되는 경우, 제조 비용의 증가 및 고분자 물질에 의한 점도 상승으로 인해 실리콘 입자들이 웨이퍼 상에 뭉치는 등 식각 용액 제조가 어려운 문제가 발생한다.Further, when the silicon-based additive is added in an amount exceeding 1.0 part by weight, there arises a problem that it is difficult to produce an etching solution such as a silicon particle is aggregated on a wafer due to an increase in manufacturing cost and an increase in viscosity due to a polymer material.

따라서, 상기 범위로 인산 및 실리콘계 첨가제를 포함하는 경우 식각 용액은 반도체 공정시 적정 수준의 고온 안정성을 유지하면서도 높은 실리콘 산화막/질화막 선택비 및 향상된 실리콘 질화막 식각 속도를 구현할 수 있다.Accordingly, when the phosphoric acid and silicon additive are included in the above range, the etching solution can realize a high silicon oxide / nitride film selectivity and an improved silicon nitride film etching rate while maintaining an appropriate level of high temperature stability in a semiconductor process.

또한, 상기 식각 용액은 알킬암모늄 플루오라이드(alkylammonium Fluoride)로서 테트라부틸암모늄 플루오라이드(tetrabutylammonium fluoride), 메틸암모늄 플루오라이드(methylammonium fluoride), 트리도데실암모늄 플루오라이드(tridodecylammonium fluoride) 또는 MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6 에서 선택된 적어도 하나인 불소 화합물을 더 포함할 수 있다. Also, the etching solution may be an alkylammonium fluoride, such as tetrabutylammonium fluoride, methylammonium fluoride, tridodecylammonium fluoride, or MgF2, H2SiF6, NaF , At least one selected from NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 and H2TiF6.

구체적으로, 상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 불소 화합물을 0.1 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.Specifically, the fluorine compound may be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the etching solution.

상기 불소 화합물은 실리콘 질화막의 식각 속도를 크게 향상시키는 것이나, 상기 범위를 초과하여 첨가되면 실리콘 산화막의 식각량 또한 증가되기 때문에 선택비가 감소될 우려가 있다.The fluorine compound greatly improves the etching rate of the silicon nitride film. If the fluorine compound is added in an amount exceeding the above range, the etching rate of the silicon oxide film is also increased.

본 발명에 따른 실리콘 질화막 식각 용액으로 반도체 웨이퍼에서 식각을 수행하는 경우, 상기 식각 용액의 실리콘 질화막의 식각 속도는 30 내지 80 Å/min 이며, 실리콘 산화막의 식각 속도는 0 내지 0.8 Å/min일 수 있고, 질화막/산화막 선택비는 80 이상, 바람직하게는 ∞ 일 수 있다.When etching is performed on a semiconductor wafer with a silicon nitride film etching solution according to the present invention, the etching rate of the silicon nitride film of the etching solution is 30 to 80 Å / min, and the etching rate of the silicon oxide film is 0 to 0.8 Å / min And the selectivity of the nitride film / oxide film may be 80 or more, preferably ∞.

특히, 실리콘 산화막에 대한 식각율이 거의 0에 가까우면서도 실리콘 질화막을 선택적으로 식각하는 경우 실리콘 질화막/산화막 선택비는 ∞ 일 수 있다.In particular, the silicon nitride / oxide selectivity may be ∞ when the silicon nitride film is selectively etched while the etch rate for the silicon oxide film is close to zero.

따라서, 본 발명의 실리콘 질화막 식각 용액은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막이 혼재하는 경우, 실리콘 산화막에 대하여 식각 영향을 거의 끼치지 않으면서 실리콘 질화막을 보다 식각, 제거하여 고선택비를 갖는다.Therefore, when the silicon nitride film and the silicon oxide film are mixed, the silicon nitride film etching solution of the present invention has a high selectivity by etching and removing the silicon nitride film without causing an etching effect on the silicon oxide film.

본 발명은 식각 용액에 상기 알킬 설포네이트 또는 알킬 설폰산을 치환기로 갖는 실리콘계 첨가제를 포함함으로써, 상기와 같이 높은 실리콘 질화막 식각 속도 및 매우 낮은 실리콘 질화막 식각 속도를 나타내고, 반도체 공정에서 높은 실리콘 질화막/산화막 선택비를 구현할 수 있다. The present invention can provide a silicon nitride film having a high silicon nitride film etching rate and a very low silicon nitride film etching rate as described above by including the silicon-based additive having the alkyl sulfonate or alkyl sulfonic acid as a substituent in the etching solution, Selection ratio can be implemented.

또한, 고온 안정성을 구현하여 이물질이 발생하지 않아 기판 불량을 막을 수 있고, 황산이 발생될 우려가 없어 실리콘 질화막 식각 속도가 유지될 수 있으며, 우수한 반도체 소자 특성을 구현할 수 있다.
In addition, since high temperature stability is realized, foreign substances are not generated, and substrate defects can be prevented, sulfuric acid is not generated, and the etching rate of the silicon nitride film can be maintained, and excellent semiconductor device characteristics can be realized.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.

실시예Example  And 비교예Comparative Example

하기 표 1에 실시예 및 비교예의 조성을 나타내었다.
The compositions of the examples and comparative examples are shown in Table 1 below.

구분division 첨가제additive 실시예1Example 1 인산(85질량% 수용액) + 3-(트리하이드로시실릴)프로판-1-술폰산 (0.1질량%)Phosphoric acid (85% by mass aqueous solution) + 3- (trihydrosilyl) propane-1-sulfonic acid (0.1% 실시예2Example 2 인산(85질량% 수용액) + 3-(트리하이드로시실릴)프로판-1-술폰산 (0.1질량%)Phosphoric acid (85% by mass aqueous solution) + 3- (trihydrosilyl) propane-1-sulfonic acid (0.1% 실시예3Example 3 인산(85질량% 수용액) + 3-(트리하이드로시실릴)프로판-1-술폰산 (0.1질량%)Phosphoric acid (85% by mass aqueous solution) + 3- (trihydrosilyl) propane-1-sulfonic acid (0.1% 실시예4Example 4 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리하이드로시실릴)프로판-1-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trihydrosilyl) propane-1-sulfonic acid (0.3 mass% 실시예5Example 5 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리하이드로시실릴)프로판-1-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trihydrosilyl) propane-1-sulfonic acid (0.3 mass% 실시예6Example 6 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리메틸실릴)프로판-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trimethylsilyl) propane-sulfonic acid (0.3 mass%) 실시예7Example 7 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리메틸실릴)프로판-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trimethylsilyl) propane-sulfonic acid (0.3 mass%) 실시예8Example 8 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리메틸실릴)에탄-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trimethylsilyl) ethane-sulfonic acid (0.3 mass%) 실시예9Example 9 인산(90질량% 수용액) + 3-(트리메틸실릴)에탄-술폰산 (0.3질량%)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) + 3- (trimethylsilyl) ethane-sulfonic acid (0.3 mass%) 비교예1Comparative Example 1 인산(85질량% 수용액)Phosphoric acid (85 mass% aqueous solution) 비교예2Comparative Example 2 인산(90질량% 수용액)Phosphoric acid (90 mass% aqueous solution) 비교예3Comparative Example 3 인산(85질량% 수용액)Phosphoric acid (85 mass% aqueous solution) 비교예4Comparative Example 4 인산(85질량% 수용액) + 황산 (5질량%)Phosphoric acid (85 mass% aqueous solution) + sulfuric acid (5 mass%) 비교예5Comparative Example 5 인산(85질량% 수용액) + 트리메톡시실릴설페이트 (0.2질량%)Phosphoric acid (85% by mass aqueous solution) + trimethoxysilyl sulfate (0.2% by mass) 비교예6Comparative Example 6 인산(85질량% 수용액) + 트리메톡시실릴설페이트 (0.2질량%)Phosphoric acid (85% by mass aqueous solution) + trimethoxysilyl sulfate (0.2% by mass)

실험예Experimental Example

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 식각 조성물을 식각 온도를 달리하면서 실리콘 질화막, 실리콘 산화막이 기판을 넣어 식각을 진행하였다.The etching compositions prepared according to the above Examples and Comparative Examples were etched by inserting a silicon nitride film and a silicon oxide film on the substrate while changing the etching temperature.

실리콘 질화막, 실리콘 산화막 모두 식각 조성물에 넣기 전 평탄화 작업을 진행하였으며, 평탄화작업은 50질량% 불산을 200:1로 희석한 후 희석 불산에 30초간 담가 진행하였다.The silicon nitride film and the silicon oxide film were both planarized before being put into the etching composition. The planarization process was performed by immersing the film in a diluted hydrofluoric acid for 30 seconds after diluting 50% by mass of hydrofluoric acid with 200: 1.

식각 속도는 엘립소미트리(Nano-View, SE MG-1000; Ellipsometery)를 이용하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 300초 동안 식각한 후, 양 막의 식각 전의 두께와 식각 후의 두께의 차이를 식각 시간(분)으로 나누어 산출하였다.The etch rate was determined by etching the silicon nitride film and the silicon oxide film for 300 seconds using a Nano-View (SE MG-1000; Ellipsometry), and then measuring the difference between the thickness before etch and the thickness after etch, ).

또한, 선택비를 결정한 수식은 다음과 같다.The formula for determining the selection ratio is as follows.

Figure pat00008
Figure pat00008

A: 실리콘 질화막 식각 속도, B: 실리콘 산화막 식각 속도. C: 선택비 A: silicon nitride film etch rate, B: silicon oxide etch rate. C: Selection ratio

또한, 실리콘 질화막 식각 속도의 차이를 결정한 수식은 다음과 같다.The formula for determining the etching rate difference of the silicon nitride film is as follows.

Figure pat00009
Figure pat00009

A: 2시간 동안 150 내지 170℃의 온도에서 가열한 상기 식각 용액의 실리콘 질화막 식각 속도.A: The silicon nitride film etch rate of the etch solution heated at a temperature of 150-170 < 0 > C for 2 hours.

B: 24시간 동안 150 내지 170℃의 온도에서 가열한 상기 식각 용액의 실리콘 질화막 식각 속도.
B: Silicon nitride etch rate of the etch solution heated at a temperature of 150 to 170 占 폚 for 24 hours.

하기 표 2에 결과값을 나타내었다.
The results are shown in Table 2 below.

구분division 가열시간(H)Heating time (H) 공정온도Process temperature 실리콘 질화막 식각 속도Silicon nitride film etch rate 실리콘 산화막 식각 속도Silicon oxide etch rate 선택비
(질화막/산화막)
Selection ratio
(Nitride film / oxide film)
실리콘 질화막 식각 속도 차이Etching rate difference of silicon nitride film
실시예1Example 1 22 150150 32.432.4 00 -- -- 실시예2Example 2 22 160160 53.553.5 0.20.2 268268 2.0%2.0% 실시예3Example 3 2424 160160 52.452.4 0.20.2 262262 실시예4Example 4 22 170170 70.370.3 0.30.3 234234 2.1%2.1% 실시예5Example 5 2424 170170 68.868.8 0.30.3 229229 실시예6Example 6 22 170170 71.171.1 0.70.7 101.6101.6 2.5%2.5% 실시예7Example 7 2424 170170 69.369.3 0.80.8 84.984.9 실시예8Example 8 22 170170 69.569.5 0.60.6 115.8115.8 2.3%2.3% 실시예9Example 9 2424 170170 67.967.9 0.70.7 97.497.4 비교예1Comparative Example 1 22 150150 32.832.8 1.21.2 27.327.3 -- 비교예2Comparative Example 2 22 170170 63.363.3 3.13.1 20.420.4 -- 비교예3Comparative Example 3 22 160160 54.054.0 1.61.6 33.733.7 14.3%14.3% 비교예4Comparative Example 4 22 160160 46.346.3 1.31.3 35.635.6 비교예5Comparative Example 5 22 160160 53.353.3 0.80.8 66.666.6 8.4%8.4% 비교예6Comparative Example 6 2424 160160 48.848.8 1.11.1 44.444.4

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1내지 9에 따른 실리콘 질화막 식각 용액은 비교예 1 내지 6에 따른 식각 용액보다 높은 선택비를 갖는다.As shown in Table 2, the silicon nitride film etching solutions according to Examples 1 to 9 have a higher selectivity than the etching solutions according to Comparative Examples 1 to 6.

구체적으로, 비교예 1 내지 3의 식각 용액은 인산만을 포함한 것으로, 실리콘 산화막의 식각 속도도 높게 나타나기 때문에, 식각시 기판 불량이 발생할 우려가 있다.Specifically, the etching solutions of Comparative Examples 1 to 3 contain only phosphoric acid, and the etching rate of the silicon oxide film is also high, which may cause substrate defects during etching.

또한, 실리콘 질화막 식각 속도 차이는 제조된 식각 용액이 가열 후 실리콘 첨가제의 변성으로 식각 속도가 줄어들면 그 값이 크게 나타나는 바, 비교예 4는 황산을 포함하고, 비교예 5 내지 6은 실릴 설페이트를 포함하여 가열시 실리콘계 첨가제는 고온에서 실리콘염과 황산을 발생시키는 바, 실리콘 질화막 식각 속도가 크게 떨어져 질화막 식각 속도 차이(%)가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.In addition, the difference in etching rate of the silicon nitride film is significant when the etch rate is reduced due to denaturation of the silicon additive after the etching solution is prepared, Comparative Example 4 includes sulfuric acid, and Comparative Examples 5 and 6 include silyl sulfate The silicon based additive generates silicon salt and sulfuric acid at a high temperature. As a result, it can be seen that the etch rate of the silicon nitride film is greatly increased, and the etching rate difference (%) of the nitride film is large.

이에 비하여 실시예 1 내지 9의 본 발명에 따른 식각 용액은 고온 안정성이 우수하기 때문에 공정온도 150 내지 170℃에서도 이물질 및 부반응 물질의 발생량이 거의 없고, 고온에서 가열 시간이 길어져도 변성이 거의 일어나지 않아 질화막 식각 속도의 차이가 매우 작고, 높은 실리콘 질화막 식각 속도와 매우 낮은 실리콘 산화막 식각 속도를 구현하여 반도체 공정에서 높은 종횡비를 얻을 수 있다.
In contrast, the etching solutions according to the present invention of Examples 1 to 9 are excellent in high-temperature stability, so that even when the process temperature is 150 to 170 ° C, the amounts of foreign substances and side reactions are almost zero, The difference in the etching rate of the nitride film is very small, and the high silicon nitride film etching rate and the very low silicon oxide film etching rate can be realized, so that a high aspect ratio can be obtained in the semiconductor process.

Claims (7)

인산;
하기 화학식 1로 표시되는 실리콘계 첨가제; 및
잔량의 물;
을 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액:

[화학식 1]
Figure pat00010


여기서, R1은 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시이며,
R2 및 R3은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬 또는 C1-C10 알콕시, 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 및 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산으로부터 선택되며,
R4는 하기 화학식 2로 표시되는 C1-C10 알킬 설포네이트 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 C1-C10 알킬 설폰산이며,

[화학식 2]
Figure pat00011


[화학식 3]
Figure pat00012


여기서, R5 및 R6은 서로 독립적으로, 수소, 히드록시, C1-C10 알킬, C1-C10 알콕시 및 C1-C10 할로알킬로부터 선택되고,
상기 n은 0 내지 10의 정수이다.
Phosphoric acid;
A silicon-based additive represented by the following formula (1); And
Residual water;
/ RTI >
Silicon nitride film etching solution:

[Chemical Formula 1]
Figure pat00010


Wherein R 1 is hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 alkyl or C 1 -C 10 alkoxy,
R 2 and R 3 independently of one another are hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 Alkyl or C 1 -C 10 alkoxy, a C 1 -C 10 alkylsulfonate represented by the following formula (2) and a C 1 -C 10 alkylsulfonic acid represented by the following formula (3)
R 4 is a C 1 -C 10 alkylsulfonate represented by the following formula (2) or a C 1 -C 10 alkylsulfonic acid represented by the following formula (3)

(2)
Figure pat00011


(3)
Figure pat00012


Wherein R 5 and R 6 are independently from each other selected from hydrogen, hydroxy, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy and C 1 -C 10 haloalkyl,
And n is an integer of 0 to 10.
제1항에 있어서,
상기 R5 또는 R6는 적어도 하나의 탄소가 질소로 치환된 알킬, 알콕시 또는 할로알킬인,
실리콘 질화막 식각 용액.
The method according to claim 1,
Wherein R 5 or R 6 comprises at least one carbon is alkyl substituted with nitrogen, alkoxy or haloalkyl,
Silicon nitride etch solution.
제1항에 있어서, 상기 식각 용액 100 중량부에 대하여,
상기 인산을 70 내지 90 중량부,
상기 실리콘계 첨가제를 0.01 내지 1.0 중량부,
로 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액.
The etching solution according to claim 1, wherein, with respect to 100 parts by weight of the etching solution,
70 to 90 parts by weight of the phosphoric acid,
0.01 to 1.0 part by weight of the silicone additive,
As a result,
Silicon nitride etch solution.
제1항에 있어서,
상기 식각 용액은 알킬암모늄 플루오라이드(Alkylammonium fluoride), MgF2, H2SiF6, NaF, NaHF2, NH4F, NH4HF2, NH4BF4, KF, KHF2, AlF3 및 H2TiF6 에서 선택된 적어도 하나인 불소 화합물을 더 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액.
The method according to claim 1,
The etch solution may comprise at least one of Alkylammonium fluoride, MgF 2 , H 2 SiF 6 , NaF, NaHF 2 , NH 4 F, NH 4 HF 2 , NH 4 BF 4 , KF, KF 2 , AlF 3 and H 2 further comprising at least one fluorine compound selected from the TiF 6,
Silicon nitride etch solution.
제4항에 있어서,
상기 식각 용액 100 중량부에 대하여, 상기 불소 화합물을 0.1 내지 10 중량부로 포함하는,
실리콘 질화막 식각 용액.
5. The method of claim 4,
Wherein the fluorine compound is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the etching solution,
Silicon nitride etch solution.
제1항에 있어서,
상기 식각 용액의 실리콘 질화막/산화막 선택비는 80 이상인,
실리콘 질화막 식각 용액.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon nitride film / oxide film selection ratio of the etching solution is 80 or more,
Silicon nitride etch solution.
제1항에 있어서,
2시간 동안 150 내지 170℃의 온도에서 가열한 상기 식각 용액의 실리콘 질화막 식각 속도를 A,
24시간 동안 150 내지 170℃의 온도에서 가열한 상기 식각 용액의 실리콘 질화막 식각 속도를 B라고 할 때,
실리콘 질화막 식각 속도 차이(
Figure pat00013
)는 2.0 내지 2.3 %인,
실리콘 질화막 식각 용액.


The method according to claim 1,
The etching rate of the silicon nitride film of the etching solution heated at a temperature of 150 to 170 DEG C for 2 hours is defined as A,
And the etching rate of the silicon nitride film of the etching solution heated at a temperature of 150 to 170 DEG C for 24 hours is represented by B,
Silicon nitride etch rate difference (
Figure pat00013
) Is 2.0 to 2.3%
Silicon nitride etch solution.


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