氧化硅层蚀刻液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及氧化娃层蚀刻液，尤其是设及对氧化娃层具有高的选择性的氧化娃层 蚀刻液。
【背景技术】
[0002] 在半导体结构的元件制造工艺中，为实现金属导线之间W及形成栅极（Gate)和 源极/漏极（S/D)时的金属材料之间的电绝缘，使用氧化娃层（Si〇2)和氮化娃层（SiNy)。 氧化娃层和氮化娃层可根据工艺及设备而用于不同的目的。
[0003] 在半导体或薄层显示器制造工艺中，在形成电路基板时，在为实现栅极（Gate)和 源极/漏极（Source/Drain)的金属元件的电绝缘而形成的氧化娃层中，为形成接触金属 (Contactmetal)的形成所需的接触孔（Contacthole),由于其蚀刻部分氧化娃层的用途， 可使用包含氣化氨化巧和氣化锭（NH4巧的蚀刻液（缓冲氧化蚀刻剂）。
[0004] 在此类常规的氧化娃层蚀刻的情况下，直接在金属元件未曝露的状态下使用或在 氧化层和金属层之间存在阻挡层的状态下使用，而并不会直接对金属层产生影响。但是，一 般将氮化娃层用作阻挡层时，大部分同时曝露。 阳〇化]因此，氮化娃层的用途为用于维持蚀刻掩膜或金属层的保护或图案层的形成，从 而需要不与氧化娃层同时被蚀刻的特性。基于上述原因，需要相对于氮化娃层而言具有更 大的对氧化娃层的蚀刻选择比的组合物，可预期对金属和金属图案层的间接的保护效果。
[0006] 一般而言，作为增加相对于氮化娃层的氧化娃层的蚀刻选择比的方法，可使用增 加氧化娃层的蚀刻速度或减少氮化娃层的蚀刻速度的方法。通常，在由HF和NH4F构成蚀 刻组合物的情况下，具有如下特性：当氧化娃层蚀刻速度增加时，对氧化娃层的蚀刻选择比 也同时增高。但是，对于氧化娃层的蚀刻速度，根据使用用途及工艺条件、设备（device)种 类，要求给予固定的氧化娃层蚀刻速度，因此，需要如下方法：在维持氧化娃层的蚀刻速度 的同时，减少氮化娃层的蚀刻速度。
[0007] 可将对氧化娃层的选择比高的蚀刻液施用至用于对按照半导体设计规则（design rule)的元件的多样化及复杂结构的图案进行的蚀刻及清洗工艺，而在半导体元件制造工 艺中，在将氧化娃层作为掩膜形成具有高集成度的精细图案时，可用于氧化娃层的选择性 蚀刻工艺中。
[0008] 为了增加氧化娃层的蚀刻选择比，实施利用添加剂选择性地降低氮化层的蚀刻速 度的研究。作为实例，在韩国专利申请号10-2004-0034566中公开了利用烷基硫酸盐类（例 如十二烷基硫酸锭）添加剂的组合物。另外，韩国专利申请号10-2009-0075542公开了利 用聚氧乙締烷基硫酸锭（ammonium polyoxyet的lene 3化如sul地ate)的组合物，而韩国 专利申请号10-2009-0063235公开了例如聚横酸或聚丙締酸/横酸共聚物的阴离子高分子 添加剂。但是，上述组合物无法充分实现半导体工艺中所需的氧化层/氮化层的选择比，或 者因蚀刻液成分的溶解度不足而引起工艺上的问题，或者在高分子的情况下，因形成高分 子凝聚体而可能在精细图案处理工艺中出现添加剂残留等缺陷（defect)。
[0009] 因此，需要开发出可在如下方面实现出色性能的氧化娃层的选择性蚀刻组合物： 添加剂溶解度、选择比改善效果、缺陷出现最少化。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 本发明所要解决的课题为提供氧化娃层蚀刻液，W解决上述问题。 阳〇1引技术手段
[0013] 为解决上述课题，本发明提供了包含如下成分的氧化娃层蚀刻液：
[0014] 氣化合物；
[0015] 下述化学式1的横酸化合物或其盐；W及
[0016]水；
[0017][化学式^
[0018]
[0019] 在上述化学式1中，A为C1至C60的直链或支链有机基团、或者C4至C60的脂环 族或芳香族有机基团，X为2W上的整数；并且
[0020] 上述化学式1的横酸化合物的分子量不大于1000。 阳ow 发明效果
[0022] 本发明的氧化娃层蚀刻液具有如下方面的改善效果：较高的氧化娃层蚀刻速度， 而且具有更高的相对于氮化娃层而言的对氧化娃层的选择比。由此，在半导体及显示器工 艺中将抑制氮化娃层的损伤，从而可保护蚀刻掩层或金属层、或者减少图案层的缺陷，使得 能够使用更薄的氮化娃层，可形成精细的图案。
【具体实施方式】
[0023] 本发明可进行各种变形且可具有多种实施方式，接下来将对特定的实施方式在具 体实施方式部分进行详细说明。但是，并不打算将本发明限定至特定的实施方式，将能够理 解是本发明包含落入本发明精神和范围内的所有变形、等同物和替代物。在本发明的下述 描述中，若认为对相关的公知技术的具体描述有碍于对本发明的主题理解，则将省略其详 细说明。下面，将对本发明进行更详细的说明。
[0024] 本发明设及对氧化娃层而言选择度高的氧化娃层蚀刻液。
[00巧]本发明所述的氧化娃层蚀刻液包含：氣化合物，在分子内具有2个W上的横酸基 的横酸或横酸盐化合物，水，W及任选包含无机酸、有机酸或其混合物。
[00%] 本发明所述的氧化娃层蚀刻液包含具有2个W上的横酸基的横酸或横酸盐化合 物，在氣化合物维持氧化娃层的蚀刻速度的同时，降低氮化娃层的蚀刻速度，起到保护氮化 娃层的作用。
[0027] 作为结果，本发明所述的氧化娃层蚀刻液不仅对氧化娃层具有高的蚀刻速度，而 且通过降低氮化娃层的蚀刻速度提供相对于氮化娃层而言的增高的对氧化娃层的选择比， 从而可选择性地蚀刻氧化娃层。
[0028] 具有2个W上的横酸基的横酸或横酸盐化合物可通过下述化学式1表示：
[0029] [化学式U
[0030]
[0031] 在上述化学式1中，A为C1至C60的直链或支链有机基团、或者C4至C60的脂环 族或芳香族有机基团，X为2W上的整数；
[0032] 上述化学式1的横酸化合物的分子量不大于1000。
[003引优选，A表示C12至C24的脂环族或芳香族，X为2至10的整数，而且总分子量可 为600W下。
[0034] 化学式1所表示的横酸化合物的具体实例可为下述化学式2至化学式7的化合 物。 阳03引[化学式引
[0036]
阳OW [化学式引
[0042]
[0047] 在上述化学式中，Rz和Rs可各自独立地为氨原子或Cl至C20的烷基、或者为Cl 至C14的烷基或C1-C6的烷基，且能够W-种或多种存在； W48]m和η各自独立地为2社的整数； W49]Ρ和q为0或者1W上的整数，且p+q为2W上的整数。
[0050] 优选，m、η和p+q可各自独立地为2至10的整数。
[0051] 横酸化合物的优选实例可选自：亚烷基二横酸、多烷基苯横酸、烷基联苯酸二横 酸、烷基横酷基苯氧基苯二横酸、烷基横酷基苯氧基苯Ξ横酸、烷基糞二横酸、烷基氨基糞 二横酸W及它们的盐等。 阳05引盐可为选自下组中的一种或多种：横酸的钢盐（化+)、钟盐化+)、铁盐（Fe2+)、巧盐 (Ca2+)或锭盐（NH/)等，但并不限于此。
[0053] 相对于总重量为100份的氧化娃层蚀刻液，上述化学式1的化合物或其盐可为 0.001至5重量份、优选为0.001至3重量份或0. 005至1重量份。
[0054] 在本发明中，氣化合物可用作氧化娃层的蚀刻成分，所述氣化合物可使用选自氨 氣酸化F)或氨氣酸盐中的一种或多种。 阳化5] 在本发明中，代表性的氨氣酸盐可使用选自氣化锭（NH4F)、二氣化锭（NH4HF2)中 的一种或多种，但并不限于此，只要是本领域已知的均可使用而无限制。
[0056] 相对于总重量为100份的氧化娃层蚀刻液，可包含0. 01至60重量份、优选可包含 5至50重量份或10至40重量份的氣化合物。
[0057] 在本发明中，当使用氨氣酸盐时，相对于总重量为100份的氧化娃层蚀刻液，可包 含1至40重量份、优选可包含5至30重量份或10至30重量份的氨氣酸盐。
[0058] 在本发明中，氧化娃层蚀刻液还可进一步包含无机酸、有机酸及它们的混合物作 为酸成分。
[0059] 作为无机酸，可为选自下组中的一种或多种：憐酸、盐酸、硫酸、硝酸、过氧化氨酸 或棚酸。
[0060] 作为有机酸，可为选自下组中的一种或多种：甲酸、乙酸、二乙酸、亚氨基二乙酸、 甲横酸、乙横酸、乳酸、抗坏血酸、草酸或巧樣酸，但只要是本领域已知的均可使用而无限 制。
[0061] 无机酸和有机酸可单独使用，但还可混合使用。
[0062] 相对于总重量为100份的氧化娃层蚀刻液，可包含0.01至60重量份、优选可包含 1至30重量份的单独的无机酸、有机酸或其混合物，在此范围内，可充分实现对氧化娃层进 行蚀刻的作用。根据一个实施方式，可通过调节无机酸、有机酸或其混合物W及氣化锭的浓 度来控制氧化娃层的蚀刻速度。
[0063] 包含于氧化娃层蚀刻液中的水没有特别的限制，可使用去离子水，优选可使用水 的比电阻值（表示水中的离子去除程度）为18MQ/cmW上的去离子水。水的含量是使组 合物的总重量为100份的剩余量。
[0064] 在本发明中，氧化娃层蚀刻液还可进一步包含表面活性剂，进一步加入表面活性 剂W提高氧化娃层蚀刻液的润湿特性、改善添加剂的泡沫特性香号句）并提高对其 它有机添加剂的溶解性。表面活性剂可为选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离 子表面活性剂、两性表面活性剂中的一种或两种W上，且相对于总重量为100份的蚀刻液， 可添加0.0005至5重量份，优选相对于总重量为100份的蚀刻液，可添加0.001至2重量 份。当相对于蚀刻液的总重量而言表面活性剂的含量低于0.0