[发明专利]蚀刻组合物、使用蚀刻组合物蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法

说明书

本发明涉及蚀刻组合物、使用蚀刻组合物蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法。一种蚀刻组合物，其包含：磷酸、包含至少一个硅(Si)原子的硅烷化合物以及由下式1表示的有机磷酸酯：[式1]其中，R¹至R³独立地为氢或者取代或未取代的烃基基团，并且R¹至R³的至少一个为取代或未取代的烃基基团。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月29日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0106888号韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种蚀刻组合物，具体涉及一种具有高选择比的蚀刻组合物，其能够在使氧化物膜的蚀刻速率最小化的同时选择性地去除氮化物膜。

背景技术

氧化物膜(例如，氧化硅(SiO₂)膜)和氮化物膜(例如，氮化硅(SiNx)膜)是代表性的绝缘膜，在半导体制造工艺中，氧化硅膜或氮化硅膜可以单独使用，也可以以一个以上的膜交替层叠的形式使用。另外，氧化物膜或氮化物膜还用作用于形成诸如金属布线的导电图形的硬质掩模。

在用于去除氮化物膜的湿法蚀刻工艺中，通常使用磷酸和去离子水的混合物。添加去离子水是为了防止蚀刻速率的降低和氮化物膜相对于氧化物膜的蚀刻选择性的改变；但是，即使供给的去离子水的量发生微小变化，在氮化物膜蚀刻去除工序中也会产生缺陷。另外，磷酸是强酸且具有腐蚀性，因此导致处理上的困难。

为了解决上述问题，存在使用磷酸(H₃PO₄)中包含氢氟酸(HF)、硝酸(HNO₃)等的蚀刻组合物去除氮化物膜的常规已知技术。但是，该技术导致氮化物膜相对于氧化物膜的蚀刻选择比降低。

此外，还存在使用包含磷酸和硅酸盐或硅酸的蚀刻组合物的已知技术。然而，硅酸或硅酸盐具有产生可能影响基底的颗粒的问题，因此不适用于半导体制造工艺。

同时，当在湿法蚀刻工艺中使用磷酸以去除氮化物膜时，由于氮化物膜相比于氧化物膜的蚀刻选择比降低，因此不仅蚀刻氮化物膜而且蚀刻SOD氧化物膜，因此难以调节有效场氧化物高度(EFH)。因此，可能无法确保用于去除氮化物膜的足够的湿法蚀刻时间，或者可能需要额外的工艺，从而导致器件特性的改变并对其产生不利影响。

因此，当前需要具有高选择比的蚀刻组合物，其选择性地蚀刻氮化物膜至氧化物膜并且不会出现诸如在半导体制造工艺中产生颗粒的问题。

同时，作为添加到常规蚀刻组合物中的添加剂的基于硅烷的添加剂具有太低的溶解度以至于不能确保最佳溶解度，从而导致蚀刻溶液组合物中的颗粒沉淀和基底的异常生长。这样的颗粒可能残留在硅基底上，从而导致在其上实施的器件的缺陷，或者导致蚀刻或清洗工艺中使用的设备的故障。

此外，当蚀刻组合物长时间储存时，氮化物膜和氧化硅膜的蚀刻速度改变，从而改变了氮化物膜相对于氧化物膜的选择比。

发明内容

本发明的一方面提供了一种具有高选择比的蚀刻组合物，其可以在使氧化物膜的蚀刻速率最小化的同时选择性地去除氮化物膜，而不会引起诸如对器件特性造成不利影响的颗粒产生的问题。

本发明的另一方面提供了一种具有优异的储存稳定性的蚀刻组合物。

此外，本发明的另一方面提供了一种使用所述蚀刻组合物蚀刻绝缘膜的方法以及一种用于制造半导体器件的方法。

本发明旨在提供一种蚀刻组合物。根据本发明的实施方案，蚀刻组合物包括磷酸、包含至少一个硅(Si)原子的硅烷化合物和由式1表示的有机磷酸酯：

[式1]