[发明专利]氮化硅膜蚀刻组合物

说明书

本发明涉及一种氮化硅膜蚀刻组合物，更具体而言，通过在蚀刻组合物中包含两种彼此不同的硅系化合物，相比于氧化硅膜能够选择性地蚀刻氮化硅膜，其蚀刻选择比显著，在用于蚀刻工序和半导体制造工序时，可以在抑制发生析出物且减少存在于周围的包含氧化硅膜的其他膜的异常生长方面提供卓越的效果。

技术领域

本发明涉及一种氮化硅膜蚀刻组合物，更具体而言，涉及通过在蚀刻组合物中包含两种彼此不同的硅系化合物，从而能够以与氧化硅膜相比更高选择比蚀刻氮化硅膜的氮化硅膜用蚀刻组合物和利用该蚀刻组合物的氮化硅膜的蚀刻方法、抑制氧化硅膜的异常生长的方法以及半导体器件的制造方法。

背景技术

氧化硅膜(SiO₂)和氮化硅膜(SiN_x)是在半导体制造工序中使用的代表性的绝缘膜。其中，氮化硅膜在半导体器件中用作盖层、间隔物层或硬掩模层。氧化硅膜和氮化硅膜被单独使用，或者一层以上的氧化硅膜和一层以上的氮化硅膜交替层叠而被使用。

氮化硅膜的蚀刻是在160℃左右的高温下利用高纯度的磷酸和去离子水的混合物来实现。但是，高纯度的磷酸存在相对于氧化硅膜的氮化硅膜的蚀刻选择比降低，难以应用于氮化硅膜和氧化硅膜的层叠结构的问题。此外，包含磷酸的氮化硅膜蚀刻组合物在高温下持续进行基于水分蒸发的浓缩，对氮化膜和氧化膜的蚀刻率造成影响，因此需要持续供给纯水(Deionized Water)。但是存在如下问题：即使所供给的纯水的量发生微小变化也会在去除氮化硅膜时导致不良，且磷酸本身为强酸而具有腐蚀性，因此不易操作。

为了解决上述问题，并且为了提高相对于氧化硅膜的氮化硅膜的蚀刻选择比，可以使用将硅酸溶解于磷酸而形成的氮化硅膜蚀刻组合物。但是上述氮化硅膜蚀刻组合物存在如下问题：在进行蚀刻时产生析出物，且发生氧化硅膜的厚度反而增加的异常生长(anomalous growth)问题，因此难以应用于工序。

除此以外，可以使用利用包含直接结合于硅的氧原子的硅化合物来控制蚀刻选择比的方法，但相对于氧化硅膜的氮化硅膜的蚀刻选择比不高，且将氮化硅膜蚀刻时产生的硅酸仍然诱发异常生长，从而在后工序中导致诸多问题。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供包含磷酸、彼此不同的两种硅系化合物和水而对于氮化硅膜具有高蚀刻选择比的氮化硅膜蚀刻组合物。

本发明的另一目的在于，提供即使蚀刻处理时间增加或重复使用，对于氮化硅膜的蚀刻速度和蚀刻选择比的变化也小的稳定的氮化硅膜蚀刻组合物。

本发明的另一目的在于，提供在进行蚀刻时不产生析出物，且不发生氧化硅膜的异常生长的氮化硅膜蚀刻组合物。

本发明的另一目的在于，提供利用氮化硅膜蚀刻组合物蚀刻氮化硅膜的方法和半导体器件的制造方法。

本发明的另一目的在于，提供利用氮化硅膜蚀刻组合物抑制氧化硅膜的异常生长的方法。

技术方案

为了解决上述课题，提供一种氮化硅膜蚀刻组合物，其包含磷酸、下述化学式1的第一硅系化合物、下述化学式2的第二硅系化合物和水。

[化学式1]

[化学式2]

[在上述化学式1和2中，

R¹至R⁶各自独立地选自氢、卤素、羟基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷基和(C2-C10)烯基；