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，涉及可通过在低温下不易分解而在高温的蚀刻条件下容易分解来防止生长为硅类颗粒，增加氮化硅膜与氧化硅膜的选择比的氮化硅膜蚀刻溶液及使用其来执行的半导体器件的制备方法。

【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，涉及防止颗粒的产生且增加氮化硅膜与氧化硅膜的选择比的氮化硅膜蚀刻溶液及使用其来执行的半导体器件的制备方法。
技术介绍
当前，蚀刻氮化硅膜的方法有多种，而干式蚀刻法和湿式蚀刻法为主要使用方法。通常，干式蚀刻法作为利用气体的蚀刻法，具有各向同性优于湿式蚀刻法的优点。但是，由于干式蚀刻法的蚀刻图案受限，生产效率比湿式蚀刻法低很多且价格昂贵，因此湿式蚀刻法正在被广泛利用。通常，湿式蚀刻法为将磷酸作为蚀刻溶液来使用的方法是众所周知的。在此情况下，当为了蚀刻氮化硅膜而仅使用纯磷酸时，随着器件的小型化，不仅蚀刻氮化硅膜，而且还蚀刻氧化硅膜，因而可发生各种不良及图案异常等问题，因此有必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率。
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，提供防止颗粒的产生并在蚀刻条件下增加氮化硅膜与氧化硅膜的选择比的氮化硅膜蚀刻溶液。并且，本专利技术的目的在于，提供使用上述氮化硅膜蚀刻溶液来执行的半导体器件的制备方法。用于解决问题的方案为了解决上述技术问题，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及由下述化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种。化学式1：化学式2：在上述化学式1及上述化学式中，X1及X2分别独立地选自氮、氧及硫，Y1及Y2分别独立地选自氢、卤素、烷氧基、胺及羟基，a及b分别独立地为1至4。并且，根据本专利技术的另一实施方式，提供使用上述氮化硅膜蚀刻溶液来执行的半导体器件的制备方法。专利技术效果本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液可通过包含由化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种来在低温下降低与水或酸之间的反应效率而防止生长为硅类颗粒。并且，本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液可通过包含由化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种来在高温的蚀刻条件下容易分解而增加氮化硅膜与氧化硅膜的蚀刻选择比。附图说明图1为简要示出本专利技术一实施例的利用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：掩膜图案层；50：沟槽。具体实施方式参照后述实施例来明确理解本专利技术的优点、特征以及实现它们的方法。但是，本专利技术并不局限于以下所公开的实施例，而是能够以互不相同的各种方式实施，本实施例仅使得本专利技术的公开变得完整，并且用于使本专利技术所属
的普通技术人员完整地理解本专利技术的范畴，本专利技术仅由专利技术要求保护范围的范畴限定。以下，详细说明本专利技术的氮化硅膜蚀刻溶液。本专利技术的一实施方式提供包含磷酸水溶液及由下述化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种的氮化硅膜蚀刻溶液。化学式1：化学式2：在上述化学式1及上述化学式2中，X1及X2分别独立地选自氮、氧及硫，Y1及Y2分别独立地选自氢、卤素、烷氧基、胺及羟基，a及b分别独立地为1至4。在本申请中，烷氧基是均指-O-(烷基)和-O-(未取代的环烷基)，为一个以上的醚基及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、环戊氧基及环己氧基等，但并不限定于此。在本申请中，卤素是指氟(-F)、氯(-Cl)、溴(-Br)或碘(-I)。通常，为了从磷酸水溶液保护氧化硅膜，可在氮化硅膜蚀刻溶液包含硅添加剂。但是，主要用作硅添加剂的硅烷化合物在包含磷酸的蚀刻溶液中的溶解度基本上低。为了增加对蚀刻溶液的硅烷化合物的溶解度而使用由硅原子与亲水性官能团键合的形态的硅烷化合物。如上所述，在将由亲水性官能团与硅原子键合的形态的硅烷化合物用作硅添加剂的情况下，可保证对蚀刻溶液的硅烷化合物的适量的溶解度，但是可在低温下容易分解而生长为硅类颗粒。在生长为硅类颗粒的情况下，将成为导致硅基板不良的最大原因。更具体地，由硅原子与亲水性官能团键合的形态的硅烷化合物可通过下述反应式1来执行反应。反应式1：如上述反应式1所示，由硅原子与亲水性官能团键合的形态的硅烷化合物可通过分子内重排(rearrangement)反应在低温下容易分解并形成硅-羟基(-Si-OH)。硅-羟基可通过聚合来生成由硅原子与氧原子交替键合而形成任一的链结构的硅氧烷基(-Si-O-Si-)。最终，由于硅烷化合物生长为硅类颗粒并析出，因此发生降低保管稳定性的问题。并且，保证硅烷化合物的适量的溶解度，可使用由硅原子与烷基或杂烷基键合的形态的硅烷化合物，以在低温下能够不易分解。如一例，上述硅烷化合物可以为由硅原子与甲烷、乙烷、丙烷、辛烷、异丙基或叔丁基键合的形态。但是，由于上述化合物在高温的蚀刻条件下仍不会分解，因此无法充分地形成氧化硅膜的保护层(passivationlayer)，据此，会发生增加氮化硅膜与氧化硅膜的蚀刻选择比的效果甚微的问题。如一例，由硅原子与辛烷(octane)基键合的形态的硅烷化合物在高温的蚀刻条件下难以分解成硅酸(silicicacid)。因此，难以使氧化硅膜与硅酸键合而形成保护膜，会发生通过从磷酸水溶液保护氧化硅膜来增加氮化硅膜与氧化硅膜的选择比的效果甚微的问题。本专利技术一实施例的氮化硅膜蚀刻溶液保证适量的溶解度，不易分解，在蚀刻条件下容易分解来防止生长为硅类颗粒，为了增加氮化硅膜与氧化硅膜的选择比，包含由下述化学式1或化学式2表示的化合物中的至少一种。化学式1：化学式2：在上述化学式1及上述化学式2中，X1及X2分别独立地选自氮、氧及硫，Y1及Y2分别独立地选自氢、卤素、烷氧基及羟基，a及b分别独立地为1至3。在上述化学式1及化学式2中，包含与硅原子键合的氮、氧或硫的取代基显示出极性。由上述化学式1及化学式2表示的化合物可通过包含与作为极性的上述取代基键合的硅原子来保证对蚀刻溶液的硅烷化合物的适量的溶解度。并且，由上述化学式1及化学式2表示的化合物抑制形成硅-羟基(-Si-OH)键，可抑制生长为通过硅-羟基的聚合形成的硅氧烷基反复聚合的硅类颗粒。尤其，由上述化学式1及化学式2表示的化合物可在蚀刻条件下容易被分解。上述蚀刻条件可以为100℃以上。上述化合物在蚀刻条件下分解成硅酸(silicicacid)，可通过与氧化硅膜键合而形成保护膜来从磷酸水溶液保护氧化硅膜，增加氮化硅膜的蚀刻速率且降低氧化硅膜的蚀刻速率。由化学式1表示的化合物可在蚀刻条件下通过重排反应分解成硅酸，硅酸与氧化硅膜键合而形成保护膜。最终，具有通过从磷酸水溶液保护氧化硅膜来增加氮化硅膜与氧化硅膜的蚀刻选择比的效果。并且，如一例，由化学式1表本文档来自技高网...

【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或化学式2表示的化合物中的至少一种：/n化学式1：

【技术特征摘要】
20191029 KR 10-2019-01354021.一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或化学式2表示的化合物中的至少一种：
化学式1：
化学式2：
在上述化学式1及上述化学式2中，
X1及X2分别独立地选自氮、氧及硫，
Y1及Y2分别独立地选自氢、卤素、烷氧基、胺及羟基，
a及b分别独立地为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表示的化合物为由下述化学式3表示的化合物：
化学式3：
在上述化学式3中，
Y1及a如上述化学式1所定义。


3.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2表示的化合物为由下述化学式4表示的化合物：
化学式4：
在上述化学式4中，
Y2及b如上述化学式2所定义。


4.根据权利要求1所述...

【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