蝕刻劑組合物及使用其制造半導(dǎo)體裝置的方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案主張?jiān)?014年10月30日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出申請(qǐng)的韓國(guó)專利申請(qǐng) 第10-2014-0148922號(hào)的優(yōu)先權(quán)，所述韓國(guó)專利申請(qǐng)的內(nèi)容全文并入本案供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例涉及用于氮化物層的蝕刻劑組合物及使用所述蝕刻劑組 合物制造半導(dǎo)體裝置的方法。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例涉及用于氮化物層的包 含酸溶液的蝕刻劑組合物以及使用所述蝕刻劑組合物制造半導(dǎo)體裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在半導(dǎo)體裝置的制作中，可堆疊各種絕緣層，例如氧化硅層及氮化硅層。可根據(jù)半 導(dǎo)體裝置中所包含的圖案結(jié)構(gòu)而選擇性地蝕刻氮化硅層。
[0005] 舉例而言，韓國(guó)專利公開第10-2005-0003163號(hào)揭示了一種用于氮化物層的蝕刻 劑溶液，所述蝕刻劑溶液包含磷酸及氟酸。然而，其它絕緣層（例如，氧化硅層）也可能會(huì) 受到所述氟酸蝕刻，且因此可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)氮化物層相對(duì)于氧化物層的足夠的蝕刻選擇性。
[0006] 韓國(guó)專利公開第10-2011-0037741號(hào)揭示一種用于蝕刻氮化物層的組合物，所述 組合物包含肟基硅烷（oxime silane)。然而，所述組合物可能對(duì)例如去離子水等溶劑具有 差的溶解性，且因此可在半導(dǎo)體基板或氧化硅層上造成殘留物吸附。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例提供一種用于氮化物層的蝕刻劑組合物，所述蝕刻劑組合 物具有提高的蝕刻選擇性。
[0008] 本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例提供一種使用所述蝕刻劑組合物制造半導(dǎo)體裝置的方法。
[0009] 根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例，提供一種用于氮化物層的蝕刻劑組合物。以所述蝕刻劑組合 物的總重量計(jì)，所述蝕刻劑組合物包含：約80重量％至約90重量％的量的磷酸、約0. 02重 量％至約0. 1重量％的量的硅-氟化合物、以及其余為水。所述硅-氟化合物包含硅原子 與氟原子之間的鍵結(jié)（Si-F鍵結(jié)）。
[0010] 在實(shí)例性實(shí)施例中，以所述蝕刻劑組合物的總重量計(jì)，所述蝕刻劑組合物可以約 〇. 03重量％至約0. 07重量％的量包含所述硅-氟化合物。
[0011] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述硅-氟化合物可包括六氟硅酸銨、氟硅酸銨、氟硅酸鈉、 四氟化硅、或六氟硅酸。可單獨(dú)使用或組合使用這些化合物。
[0012] 在實(shí)例性實(shí)施例中，在所述蝕刻劑組合物中可不含有不包含所述Si-F鍵結(jié)的硅 化合物及氟化合物。
[0013] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述硅化合物可包括肟基硅烷、甲硅烷基硫酸鹽或四乙氧基 石夕燒（tetra ethyl ortho silicate，TE0S)。所述氟化合物可包括氟酸（HF)或氟化銨 (ammonium fluoride)〇
[0014] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述蝕刻劑組合物還可包含蝕刻增強(qiáng)劑（etching enhancer)〇
[0015] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述蝕刻增強(qiáng)劑可包含硫酸系化合物、或除氟化銨外的酸銨 系化合物（acid ammonium-based compound) 〇
[0016] 在實(shí)例性實(shí)施例中，相對(duì)于氧化物層，所述蝕刻劑組合物對(duì)于氮化物層的蝕刻選 擇性可超過(guò)約200。
[0017] 在實(shí)例性實(shí)施例中，相對(duì)于所述氧化物層，所述蝕刻劑組合物對(duì)于所述氮化物層 的蝕刻選擇性可處于約250至約300的范圍內(nèi)。
[0018] 根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例，提供一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。在所述方法中，在基板上交 替地并重復(fù)地形成絕緣夾層及犧牲層。形成穿過(guò)所述絕緣夾層及所述犧牲層的多個(gè)通道。 局部地移除所述絕緣夾層及所述犧牲層，以在所述多個(gè)通道中的相鄰?fù)ǖ乐g形成開口。 利用用于氮化物層的蝕刻劑組合物移除由所述開口暴露出的所述犧牲層，所述蝕刻劑組合 物包含磷酸、硅-氟化合物且其余為水。所述硅-氟化合物包含硅原子與氟原子之間的鍵 結(jié)（Si-F鍵結(jié)）。在所述犧牲層被移除的每一空間中形成門極線。
[0019] 在實(shí)例性實(shí)施例中，以所述蝕刻劑組合物的總重量計(jì)，所述蝕刻劑組合物可包含 約80重量％至約90重量％的量的磷酸、約0. 02重量％至約0. 1重量％的量的所述硅-氟 化合物，且其余為水。
[0020] 在實(shí)例性實(shí)施例中，以所述蝕刻劑組合物的總重量計(jì)，所述蝕刻劑組合物可以約 〇. 03重量％至約0. 07重量％的量包含所述硅-氟化合物。
[0021] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述絕緣夾層可包含氧化硅，且所述犧牲層可包含氮化硅。
[0022] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述犧牲層相對(duì)于所述絕緣夾層的蝕刻選擇性可處于約200 至約300的范圍內(nèi)。
[0023] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述硅-氟化合物可包括六氟硅酸銨、氟硅酸銨、氟硅酸鈉、 四氟化硅、或六氟硅酸?？蓡为?dú)使用或組合使用這些化合物。
[0024] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述犧牲層可在約140°C至約170°C范圍內(nèi)的溫度下移除。
[0025] 在實(shí)例性實(shí)施例中，所述開口可暴露出所述基板的頂面。
[0026] 在實(shí)例性實(shí)施例中，可在經(jīng)由所述開口暴露出的所述基板的上部形成雜質(zhì)區(qū)。可 在所述雜質(zhì)區(qū)上形成填充層圖案，以填充所述開口。
[0027] 在實(shí)例性實(shí)施例中，可形成可環(huán)繞所述通道的外側(cè)壁的介電層結(jié)構(gòu)。
[0028] 在實(shí)例性實(shí)施例中，在所述用于氮化物層的蝕刻劑組合物中可不包含硅烷化合 物、氟酸及氟化銨。
[0029] 如上所述，所述用于氮化物層的蝕刻劑組合物可包含硅-氟化合物連同磷酸。所 述硅-氟化合物可具有提高的溶解性、同時(shí)選擇性地提高對(duì)氮化物層的蝕刻速率。因此，可 提高對(duì)于氮化物層的蝕刻選擇性而不會(huì)產(chǎn)生蝕刻殘留物。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明，將更清楚地理解各實(shí)例性實(shí)施例。圖1至圖16表示 本文所述的非限制性的實(shí)例性實(shí)施例。
[0031] 圖1至圖15為示出根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例的一種制造半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖及 俯視圖。
[0032] 圖16為顯示蝕刻選擇性隨著六氟娃酸銨（ammonium hexafluorosilicate)的量 而變化的曲線圖。
[0033] [符號(hào)的說(shuō)明]
[0034] 100 :基板
[0035] 101:雜質(zhì)區(qū)
[0036] 102 :絕緣夾層
[0037] 10?~10? :絕緣夾層
[0038] 104 :犧牲層
[0039] 104a ~104f :犧牲層
[0040] 105 :模具結(jié)構(gòu)
[0041] 106a~106g :絕緣夾層圖案
[0042] 108a~108f :犧牲層圖案
[0043] 110:通道孔
[0044] 115:介電層
[0045] 120:介電層結(jié)構(gòu)
[0046] 125 :通道層
[0047] 127 :第一填充層
[0048] 130 :通道
[0049] 135 :第一填充圖案
[0050] 137:凹槽
[0051] 140 :墊
[0052] 150:開口
[0053] 160 :間隙
[0054] 165:門極層
[0055] 170a ~170f :門極線
[0056] 175 :第二填充層圖案
[0057] 180 :上絕緣層
[0058] 185 :位線接點(diǎn)
[0059] 190 :位線
[0060] 1-1' ：截取線
【具體實(shí)施方式】
[0061] 以下將參照其中顯示某些實(shí)例性實(shí)施例的附圖來(lái)更充分地描述各種實(shí)例性實(shí)施 例。然而，本發(fā)明概念可實(shí)施為諸多不同形式，而不應(yīng)被視為僅限于本文所述的實(shí)例性實(shí)施 例。更確切而言，提供這些實(shí)例性實(shí)施例是為了使本說(shuō)明透徹及完整并將向所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明概念的范圍。在圖式中，為清晰起見(jiàn)，可夸大層及區(qū)域的尺寸及相對(duì) 尺寸。
[0062] 應(yīng)理解，當(dāng)闡述一元件或?qū)游挥诹硪辉驅(qū)?上"、"連接至"或"耦合至"另一元 件或?qū)訒r(shí)，所述元件或?qū)涌芍苯游挥谒隽硪辉驅(qū)由?、直接連接至或耦合至所述另一 元件或?qū)?，或者可存在中間元件或?qū)?。相比之下，?dāng)闡述一元件"直接"位于另一元件或?qū)?"上"、"直接連接至"或"直接耦合至"另一元件或?qū)訒r(shí)，則不存在中間元件或?qū)?。通篇中?似編號(hào)指代相似元件。本文所用用語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)列出項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)的任意 及所有組合。
[0063] 應(yīng)理解，盡管本文可能使用用語(yǔ)"第一"、"第二"、"第三"、"第四"等來(lái)描述各種元 件、部件、區(qū)、層和/或區(qū)段，然而這些元件、部件、區(qū)、層和/或區(qū)段不應(yīng)受限于這些用語(yǔ)。這 些用語(yǔ)僅用于區(qū)分各個(gè)元件、部件、區(qū)、層或區(qū)段。因此，在不背離本發(fā)明概念的教示內(nèi)容條 件下，下文所述的第一元件、部件、區(qū)、層或區(qū)段也可被稱為第二元件、部件、區(qū)、層或區(qū)段。
[0064] 在本文中，為易于說(shuō)明，可使用空間相對(duì)關(guān)系用語(yǔ)，例如"在…之下（beneath) "、 "在…下面（below) "、"下方的（lower)"、"在…之上（above) "、"上方的（upper)"等