[發明專利]蝕刻組合物，使用其蝕刻半導體器件的絕緣膜的方法以及制備半導體器件的方法

在審

• 申請號: 202010908291.X
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112442372A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 金喆禹;李光國;郭宰熏;金榮汎;辛姃河;李宗昊;趙珍耿
• 申請（專利權）人: SK新技術株式會社;愛思開新材料有限公司
• 主分類號: C09K13/04
• 分類號: C09K13/04;C09K13/06;H01L21/311
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 劉成春;孫永梅

蝕刻組合物，使用其蝕刻半導體器件的絕緣膜的方法以及制備半導體器件的方法。一種蝕刻組合物，其包括磷酸、包含至少一個硅(Si)原子的硅烷化合物和由以下式1表示的銨鹽：[式1]其中：L¹?L³獨立地為取代或未取代的亞烴基，R¹?R⁴獨立地為氫、取代或未取代的烴基基團，以及X^n?為n價陰離子，其中n為1?3的整數。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年9月4日向韓國知識產權局(KIPO)提交的第10-2019-0109544號韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及一種蝕刻組合物，特別是涉及一種具有高選擇性比且能夠在使氧化物膜的蝕刻速率最小化的同時選擇性去除氮化物膜的蝕刻組合物。

背景技術

諸如氧化硅(SiO₂)膜的氧化物膜和諸如氮化硅(SiNx)膜的氮化物膜是代表性的絕緣膜。在半導體制造工藝中，氧化硅膜或氮化硅膜單獨使用或以其中一種或多種膜交替堆疊的形式使用。此外，氧化物膜或氮化物膜也用作用于形成諸如金屬布線的導電圖案的硬掩模。

在用于去除氮化物膜的濕法蝕刻工藝中，通常使用磷酸和去離子水的混合物。添加去離子水是為了防止蝕刻速率的降低和對氧化物膜的蝕刻選擇性的變化。然而，可能產生的問題是，即使供應的去離子水的量發生微小變化，在氮化物膜蝕刻去除工藝中也可能產生缺陷。此外，磷酸是強酸和腐蝕性的，因此導致處理上的困難。

為了解決上述問題，存在一種傳統上已知的使用在磷酸(H₃PO₄)中包含氟酸(HF)、硝酸(HNO₃)等的蝕刻組合物去除氮化物膜的技術。然而，該技術導致氮化物膜相對于氧化物膜的蝕刻選擇比的降低。

此外，還已知使用包含磷酸和硅酸或硅酸鹽的蝕刻組合物的技術；然而，硅酸或硅酸鹽存在產生可能影響基板的顆粒的問題，因此不適合半導體制造工藝。

同時，當將磷酸用于濕法蝕刻工藝以去除氮化物膜時，由于氮化物膜相對于氧化物膜的蝕刻選擇比降低，不僅蝕刻氮化物膜而且蝕刻諸如SOD氧化物膜的氧化物膜，因此可能難以調節有效場氧化物高度(EFH)。因此，可能無法確保足夠的用于去除氮化物膜的濕法蝕刻時間，或者可能需要額外的工藝，從而引起改變并對其產生不利影響。

因此，目前需要一種具有高選擇比的蝕刻組合物，其在半導體制造工藝中相對于氧化物膜選擇性地蝕刻氮化物膜，并且不存在諸如產生顆粒的問題。

同時，作為添加到常規蝕刻組合物中的添加劑的硅烷類添加劑具有太低的溶解度以至于不能確保最佳溶解度，從而導致在蝕刻溶液組合物中發生顆粒沉淀和基板的異常生長。這樣的顆粒可能殘留在硅基板上，從而導致在其上實施的器件的缺陷，或者導致蝕刻或清洗過程中使用的設備的故障。

此外，當蝕刻組合物長時間儲存時，氮化物膜和氧化硅膜的蝕刻速度改變，從而改變了氮化物膜相對于氧化物膜的選擇比。

發明內容

本發明的一方面在于提供一種具有高選擇比的蝕刻組合物，其可以在使氧化物膜的蝕刻最小化的同時選擇性地去除氮化物膜，而不會引起對器件特性具有不利影響的諸如顆粒產生的問題。

本發明的另一方面在于提供一種具有優異的儲存穩定性的蝕刻組合物。

此外，本發明的另一方面在于提供一種使用該蝕刻組合物蝕刻絕緣膜的方法和一種用于制造半導體器件的方法。

本發明提供了一種蝕刻組合物。根據本發明的實施方案，蝕刻組合物包括磷酸、包含至少一個硅(Si)原子的硅烷化合物和由式1表示的銨鹽：

[式1]