[发明专利]蚀刻组合物，使用其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

蚀刻组合物，使用其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，其包括磷酸、包含至少一个硅(Si)原子的硅烷化合物和由以下式1表示的铵盐：[式1]其中：L¹‑L³独立地为取代或未取代的亚烃基，R¹‑R⁴独立地为氢、取代或未取代的烃基基团，以及X^n‑为n价阴离子，其中n为1‑3的整数。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月4日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2019-0109544号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种蚀刻组合物，特别是涉及一种具有高选择性比且能够在使氧化物膜的蚀刻速率最小化的同时选择性去除氮化物膜的蚀刻组合物。

背景技术

诸如氧化硅(SiO₂)膜的氧化物膜和诸如氮化硅(SiNx)膜的氮化物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单独使用或以其中一种或多种膜交替堆叠的形式使用。此外，氧化物膜或氮化物膜也用作用于形成诸如金属布线的导电图案的硬掩模。

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对氧化物膜的蚀刻选择性的变化。然而，可能产生的问题是，即使供应的去离子水的量发生微小变化，在氮化物膜蚀刻去除工艺中也可能产生缺陷。此外，磷酸是强酸和腐蚀性的，因此导致处理上的困难。

为了解决上述问题，存在一种传统上已知的使用在磷酸(H₃PO₄)中包含氟酸(HF)、硝酸(HNO₃)等的蚀刻组合物去除氮化物膜的技术。然而，该技术导致氮化物膜相对于氧化物膜的蚀刻选择比的降低。

此外，还已知使用包含磷酸和硅酸或硅酸盐的蚀刻组合物的技术；然而，硅酸或硅酸盐存在产生可能影响基板的颗粒的问题，因此不适合半导体制造工艺。

同时，当将磷酸用于湿法蚀刻工艺以去除氮化物膜时，由于氮化物膜相对于氧化物膜的蚀刻选择比降低，不仅蚀刻氮化物膜而且蚀刻诸如SOD氧化物膜的氧化物膜，因此可能难以调节有效场氧化物高度(EFH)。因此，可能无法确保足够的用于去除氮化物膜的湿法蚀刻时间，或者可能需要额外的工艺，从而引起改变并对其产生不利影响。

因此，目前需要一种具有高选择比的蚀刻组合物，其在半导体制造工艺中相对于氧化物膜选择性地蚀刻氮化物膜，并且不存在诸如产生颗粒的问题。

同时，作为添加到常规蚀刻组合物中的添加剂的硅烷类添加剂具有太低的溶解度以至于不能确保最佳溶解度，从而导致在蚀刻溶液组合物中发生颗粒沉淀和基板的异常生长。这样的颗粒可能残留在硅基板上，从而导致在其上实施的器件的缺陷，或者导致蚀刻或清洗过程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

本发明的一方面在于提供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最小化的同时选择性地去除氮化物膜，而不会引起对器件特性具有不利影响的诸如颗粒产生的问题。

本发明的另一方面在于提供一种具有优异的储存稳定性的蚀刻组合物。

此外，本发明的另一方面在于提供一种使用该蚀刻组合物蚀刻绝缘膜的方法和一种用于制造半导体器件的方法。

本发明提供了一种蚀刻组合物。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表示的铵盐：

[式1]