氮化硅膜蚀刻溶液及使用其的半导体器件的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮化硅膜蚀刻溶液及使用其的半导体器件的制备方法，更详细地，涉及一种如下的氮化硅膜蚀刻溶液及使用其来进行的半导体器件的制备方法，即，确保滴定溶解度，在低温下不易分解，在蚀刻条件下容易分解以防止生长成硅类颗粒，可提高相对于氧化硅膜对氮化硅膜的选择比。

【技术实现步骤摘要】
氮化硅膜蚀刻溶液及使用其的半导体器件的制备方法
本专利技术涉及一种氮化硅膜蚀刻溶液及使用其的半导体器件的制备方法，更详细地，涉及一种氮化硅膜蚀刻溶液及使用其的半导体器件的制备方法，该氮化硅膜蚀刻溶液防止颗粒的产生，并增加相对于氧化硅膜对氮化硅膜的选择比。
技术介绍
现在，蚀刻氮化硅膜的方法有多种，主要使用干式蚀刻法和湿式蚀刻法。通常，干式蚀刻法是使用气体的蚀刻方法，相比于湿式蚀刻法，具有各向同性突出的优点，但其生产率远低于湿式蚀刻法并且是一种昂贵的方式，因此趋于广泛使用湿式蚀刻法。通常，作为湿式蚀刻法使用磷酸作为蚀刻溶液的方法是众所周知的。此时，为了蚀刻氮化硅膜而仅使用纯磷酸的情况下，随着器件的小型化，不仅会蚀刻氮化硅膜，还会蚀刻氧化硅膜，可能发生各种不良以及图案异常等问题，因此需要通过在氧化硅膜形成保护膜来进一步降低氧化硅膜的蚀刻速度。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于，提供一种氮化硅膜蚀刻溶液，该蚀刻溶液防止颗粒生成，在蚀刻条件下提高相对于氧化硅层对的选择比。并且，本专利技术的目的在于，提供一种包括通过使用上述氮化硅膜蚀刻溶液来进行的半导体器件的制备方法。用于解决问题的方案为解决上述问题，根据本专利技术的一实施方式，氮化硅膜蚀刻溶液包含磷酸水溶液以及由下述化学式1表示的化合物，化学式1：在上述化学式1中，虚线表示单键或双键，Y1选自氧及硫，Y2选自氧、硫以及羟基(-OH)，X选自硫以及磷，Z选自氢、卤素、烷氧基以及羟基，A为1至4。并且，根据本专利技术的另一实施方式，提供一种通过使用上述的氮化硅膜蚀刻溶液来进行的半导体器件的制备方法。专利技术效果根据本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液包含由化学式1表示的化合物，与水或酸的反应性下降，因此可防止在常温以及低温下生长成硅类颗粒。并且，本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液包含由化学式1表示的化合物，可增加相对于氧化硅膜对氮化硅膜的蚀刻选择比。附图说明图1为简要示出利用根据本专利技术的一实施例的蚀刻溶液的氮化硅膜去除工序的剖视图。附图标记说明：10：硅基板11：氮化硅膜12：氧化硅膜20：层叠结构体30：掩模图案层50：沟槽。具体实施方式参照后述的实施例会让本专利技术的优点、特征及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本专利技术并不局限于以下所说明的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例仅用于使本专利技术的公开的内容完整，为使本专利技术所属
的普通技术人员完整地理解本专利技术的范畴而提供本专利技术，本专利技术仅由专利技术要求保护范围限定。以下，对根据本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液及其制备方法进行详细说明。根据本专利技术的一实施方式，提供一种包含磷酸水溶液以及由下述化学式1表示的化合物，化学式1：在上述化学式1中，虚线表示单键或双键，Y1选自氧及硫，Y2选自氧、硫以及羟基(-OH)，X选自硫以及磷，Z选自氢、卤素、烷氧基以及羟基，A为1至4。在本申请中，烷氧基是指-O-(烷基)和-O-(未取代的环烷基)，具有一个以上的醚基以及1个至10个碳原子。具体地，包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、正己氧基、1，2-二甲基丁氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等，但不限于此。在本申请中，卤素是指氟(-F)、氯(-Cl)、溴(-Br)或碘(-I)。通常，为了从磷酸水溶液中保护氧化硅膜，氮化硅膜蚀刻溶液可以包含硅添加剂。但是，主要用作硅添加剂的硅烷化合物对于包含磷酸的蚀刻溶液的溶解度低。为了增加对于蚀刻溶液的硅烷化合物的溶解度，使用在硅原子键合有亲水性官能团形态的硅烷化合物。在把这样的键合有亲水性官能团形态的硅烷化合物用作硅添加剂的情况下，虽然可以确保硅烷化合物对于蚀刻溶液的滴定溶解度，但可易于分解而生长成硅类颗粒。在生长成硅类颗粒的情况下，会成为引起硅基板不良的最大的原因，且相对于氧化硅膜对氮化硅膜的蚀刻选择比下降。并且，可以使用在硅原子键合有烷基、环烷基或氨烷基的形态的硅烷化合物来确保硅烷化合物的滴定溶解度，并且使其在低温下不易分解。然而，即使在高温蚀刻条件下，上述化合物仍不会分解，从而不能充分形成氧化硅膜的保护层(passivationlayer)，由此会发生提高相对于氧化硅膜对氮化硅膜的蚀刻选择比的效果甚微的问题。为了确保滴定溶解度、防止在低温下因不易分解而生长成硅类颗粒、在高温的蚀刻条件下易于分解而增加相对于氧化硅膜对氮化硅膜的选择比，根据本专利技术一实施例的氮化硅膜蚀刻溶液包含由下述化学式1表示的化合物，化学式1：在上述化学式1中，虚线表示单键或双键，Y1选自氧及硫，Y2选自氧、硫以及羟基(-OH)，X选自硫以及磷，Z选自氢、卤素、烷氧基以及羟基，A为1至4。在上述化学式1中，键合在硅原子的环丁烯砜基(sulfolene)或环磷烯基(phospholene)具有极性。由上述化学式表示的化合物包含极性的键合有环丁烯砜基或磷烯基的硅原子，从而可以确保硅烷化合物对于蚀刻溶液的滴定溶解度。尤其，由上述化学式1表示的化合物在低温下不易分解，反而可在高温的蚀刻条件下易于分解。在高温的蚀刻条件下，上述化合物分解为硅酸(silicicacid)，与氧化硅膜结合形成保护膜，在磷酸水溶液中保护氧化硅膜，从而可以增加氮化硅膜的蚀刻速度而降低氧化硅膜的蚀刻速度。作为一例，由上述化学式1表示的化合物在高温的蚀刻条件下可以通过下述反应式1或反应式2进行反应。反应式1：反应式2：如上述反应式1及反应式2所示，由化学式1表示的化合物为环结构，包含含有双键的环丁烯砜基或环磷烯基。上述环丁烯砜基及环磷烯基具有双键的环结构，可在高温条件下进行环结构的开环(ringopening)。随着环丁烯砜基及环磷烯基环结构的开环，上述化合物的硅原子与磷酸水溶液中的氧原子反应分解为硅酸，硅酸可以与氧化硅膜结合形成保护膜。并且，作为一例，由化学式1表示的化合物可以为由下述化学式2至化学式9表示的化合物。化学式2：化学式3：化学式4：化学式5：化学式6：化学式7：化学式8：化学式9：在上述化学式2至化学式9中，Y2选自氧以及硫，Z以及Y1的定义如上述化学式1中所示。其中，由上述化学式2至化学式9表示的化合物包含至少一个键合在硅原子的环丁烯砜基或环磷烯基，可以进一步抑制通过硅-羟基的聚合而形成的硅氧烷基的形成，从而可以更有效地防止生长成硅氧烷基反复聚合而成的硅类颗粒。更具体地，由上述化学式1表示的化合物可以为由下述化合物1-1至化合物1-21表示的化合物中的一种。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅膜蚀刻溶液，其特征在于，/n包含：/n磷酸水溶液；以及/n由下述化学式1表示的化合物，/n化学式1：

【技术特征摘要】
20190918 KR 10-2019-01145111.一种氮化硅膜蚀刻溶液，其特征在于，
包含：
磷酸水溶液；以及
由下述化学式1表示的化合物，
化学式1：
在上述化学式1中，
虚线表示单键或双键，
Y1选自氧及硫，
Y2选自氧、硫以及羟基，
X选自硫以及磷，
Z选自氢、卤素、烷氧基以及羟基，
A为1至4。


2.根据权利要求1所述的氮化硅膜蚀刻溶液，其特征在于，由上述化学式1表示的化合物选自由下述化学式2至化学式9表示的化合物中，
化学式2：
化学式3：
化学式4：
化学式5：
化学式6：
化学式7：
化学式8：
化学式9：
在上述化学式2至化学式9中，
Y2选自氧以及硫，
Z以及Y1的定义如上述化学式1中所示。


3.根据权利要求1所述的氮化硅膜蚀刻溶液，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳浩成，金明炫，梁俊镐，李浚银，张平和，
申请(专利权)人：OCI有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR