CN101163776A - 用于半导体应用的选择性去除化学物质，其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本文中描述了包含至少一种低H2O含量氟基成分和至少一种溶剂和溶剂混合物的去除化学物质溶液。去除化学物质溶液还包含：氟化氢气体和至少一种溶剂或溶剂混合物。本文中描述了用于制备去除化学物质溶液的方法，该方法包括：提供至少一种气态的低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种低H2O含量氟基成分鼓泡到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成所述去除化学物质溶液。还描述了用于制备去除化学物质溶液的方法，所述方法包括：提供至少一种低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种低H2O含量氟基成分共混到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成所述去除化学物质溶液。其它的形成去除化学物质溶液的方法包括：提供至少一种气态无水氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种无水氟基成分鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该溶液。另外，本文还描述了形成去除化学物质溶液的方法，该方法包括：提供氟化氢气体，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将氟化氢气体鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该溶液。

Description

用于半导体应用的选择性去除化学物质，其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及用于半导体、电子和相关领域的选择性去除化学物质。
背景技术
为了满足性能更快的要求，集成电路设备的特征的特征尺寸不断降低。生产具有更小特征尺寸的设备给许多在半导体制造中通常使用的工艺带来了新的挑战。经过低介电常数(低于约3)材料或者极低介电常数(低于约2)材料进行双嵌入式(dual damascene)图案化和“通道先沟道后”(via first trench last，VFTL)铜双嵌入式图案化是这些生产方法之一。双嵌入式图案化和结构的两个实例在US专利公开20040152296和20040150012(均转让给Texas Instruments)中给出。在MEMS(微型机电系统)设备的生产中，各连续或图案化的层包括有害的残余物，即使使其部分保持原样的情况下，所述残余物也会导致故障和最终导致包含该层的任何组件失效。因此，必须有效和完全地去除在生产半导体、MEMS和其它电子设备期间产生的任何有害残余物。此外，当一个或者多个层需要被蚀刻时，蚀刻图案应当精确，而所用去除化学物质溶液(removal chemistry solution)应当对被蚀刻的层具有选择性。现有技术的图1A-1C示出了在通道清洁(现有技术图1A)、沟道清洁(现有技术图1B)和蚀刻结束清洁(现有技术图1C)应用中的灰分残余物。在现有技术图1A中示出了分层材料100，其包括聚合物侧壁110和灰分残余物120。现有技术图1B示出了分层材料200，其包括聚合物侧壁210、灰分残余物220、通道栅栏230和通道填充物240。通道栅栏230和/或通道填充物240可以存在或者可以不存在，具体取决于集成方案(integration scheme)。现有技术1C示出了分层材料300，其包括聚合物侧壁310、灰分残余物320、通道栅栏330和CuOx和/或CuFx残余物350。现有技术图2A-2C示出了在通道清洁(图2A)、沟道清洁(图2B)和蚀刻结束清洁(图2C)中的蚀刻残余物，包括侧壁聚合物、抗反射涂层和其它残余物。在现有技术图2A中示出了分层材料400，其包括聚合物侧壁410、光刻胶层420和抗反射涂层430。现有技术图2B中示出了分层材料500，其包括聚合物侧壁510、抗反射涂层520、通道填充物525、通道栅栏530(其可以存在或者可以不存在，具体取决于集成方案)，和光刻胶540。通道栅栏230和/或通道填充物240可以存在或者不存在，具体取决于集成方案。现有技术图2C示出了分层材料600，其包括聚合物侧壁610、通道栅栏630和CuOx和/或CuFx残余物650。现有技术图3示出了分层材料700，其包括UV曝光和显影的光刻胶705、BARC(底部抗反射涂层)710，其中可以为有机或者无机的BARC需要在不损害临界尺寸的条件下被去除。
借助选择性化学蚀刻和在某些情况下选择性化学清洁去除本体残余物的技术是许多半导体和电子设备(包括上面提及的那些)生产中的关键步骤。成功地选择性蚀刻和选择性清洁步骤的目标是去除残余物而不去除或损害所需的组件。在某些情况下，不需要的材料或者残余物的“去除”包括使得那些不需要的材料与溶液或化合物反应以将这些不需要的材料转变成无害或者对电子或者半导体应用或者组件没有负面影响的材料。
各类半导体和电子材料包括不同的化学物质，这是在开始去除化学物质时应当考虑到的，在某些情况下，这些半导体和电子材料已经被改性，使得增加了去除选择性，例如蚀刻选择性或清洁选择性。如果牺牲层的化学物质不能被改性以提高去除选择性，那么应当开发专门与牺牲材料的化学物质反应的去除化学物质溶液。然而，如上所述，不仅需要评价和考虑牺牲材料的化学性质，而且应当考虑周围和/或邻近层的化学性质，因为在许多情况下，将去除一个或多个牺牲层的化学物质也会去除或者削弱周围或者邻近的层。
在选择性去除化学物质溶液中还有待解决的数个目标是：a)溶液成分应当能够定制成选择性蚀刻溶液和/或选择性清洁溶液；b)所述溶液应当在低H2O含量环境下或者无水环境中有效；c)应当能够从表面选择性去除有害材料和组合物而不会去除对于产品结果至关重要的层和材料；d)能够在晶片或表面的中心和在晶片或表面的边缘有效地进行蚀刻和/或清洁。
欧洲专利No.887323教导了一种蚀刻和清洁溶液，其包括在碳酸亚丙酯中的氢氟酸和氟化铵。这种蚀刻溶液专门设计用来蚀刻硅酸盐玻璃和二氧化硅。基于所公开的化学物质，似乎这种成分组合对于硅酸盐玻璃和二氧化硅具有选择性。JP 9235619和US已授权专利5476816使用了类似的溶液，但是用乙二醇代替碳酸亚丙酯以去除绝缘涂层。JP 10189722使用了与JP 9235619类似的溶液，区别在于还添加了水和该溶液用于从表面清洁氧化物。JP 8222628和US已授权专利3979241使用了氟化铵和乙二醇的蚀刻溶液来去除绝缘涂层，而JP 1125831使用不同浓度的相同共混物来去除基于硅的化合物。US已授权专利6090721和5939336将氟化铵、丙二醇和水共混以从含硅基材蚀刻含金属的蚀刻残余物。US已授权专利5478436使用氟化铵和乙二醇来从硅表面去除金属基污染物。尽管许多这类溶液已经被定制为选择性去除化学物质溶液，能够在低H2O含量或者无水环境中有效；和能够在晶片或者表面中心和在晶片或表面边缘有效蚀刻和/或清洁，但是这些化合物中没有一种能够从表面选择性去除有害材料而不显著蚀刻和/或去除必需的硅基化合物和/或金属基层和化合物。
因此，希望形成下面的选择性去除化学物质溶液，其能够实现下面任务的至少之一：a)可以定制成选择性蚀刻溶液和/或选择性清洁溶液；b)可以在含水或者无水环境中均有效；c)可以含有至少一种低H2O含量和/或无水组分；d)可以为无水的或者具有低H2O含量；e)可以在晶片的中心和在晶片的边缘有效地进行蚀刻和/或清洁和同时可以从表面选择性蚀刻聚合物组合物而不显著或者有意义地蚀刻硅基化合物或金属基层和化合物；和f)可以有效地蚀刻和/或清洁表面，其中所述溶液对于任何牺牲层和/或改性牺牲层具有选择性，从而促进分层材料、电子组件和半导体组件的生产。
发明概述
本文中描述了去除化学物质溶液，其包括至少一种低H2O含量的氟基成分和至少一种溶剂或溶剂混合物。去除化学物质溶液还包括：氟化氢气体和至少一种溶剂或溶剂混合物。
本文中描述了用于制备去除化学物质溶液的方法，该方法包括：提供至少一种气态的低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种低H2O含量氟基成分鼓泡到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成所述去除化学物质溶液。
还描述了用于制备去除化学物质溶液的方法，所述方法包括：提供至少一种低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种低H2O含量氟基成分共混到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成所述去除化学物质溶液。
其它的形成去除化学物质溶液的方法包括：提供至少一种气态无水氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种无水氟基成分鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该溶液。另外，如本文所述，形成去除化学物质溶液的方法包括：提供氟化氢气体，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将氟化氢气体鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该溶液。
附图简述
现有技术图1A-1C示出了在通道清洁(图1A)、沟道清洁(图1B)和蚀刻结束清洁(图1C)应用中的灰分残余物。
现有技术图2A-2C示出了在通道清洁(图2A)、沟道清洁(图2B)和蚀刻结束清洁(图2C)应用中的蚀刻残余物。
现有技术图3示出了包括有机BARC(底部抗反射涂层)的分层材料，其中有机BARC需要在不损害临界尺寸的条件下被去除。
详细描述
为了实现前文所述目标，已经开发出实现下述目标至少之一的去除化学物质溶液：a)可以定制成选择性蚀刻溶液和/或选择性清洁溶液；b)可以在含水或者无水环境中均有效；c)可以含有至少一种低H2O含量和/或无水组分；d)可以为无水的或者具有低H2O含量；e)可以在晶片的中心和在晶片的边缘有效地进行蚀刻和/或清洁，且同时可以从表面选择性蚀刻聚合物组合物而不显著或者有意义地蚀刻硅基化合物或金属基层和化合物；和f)可以有效地蚀刻和/或清洁表面，其中所述溶液对于任何牺牲层和/或改性牺牲层具有选择性，从而促进分层材料、电子组件和半导体组件的生产。
如上所述，去除化学物质溶液包括至少一种低H2O含量氟基成分和至少一种溶剂或溶剂混合物。如前所述，去除化学物质溶液可以被用作选择性蚀刻溶液和/或选择性清洁溶液，这取决于应用和所用成分。
在本文中还构思和描述了形成和使用这些去除化学物质的方法。所述方法包括：提供去除化学物质制剂的成分，共混所述成分以形成制剂和将该制剂施加到表面或基材。在某些实施方案中，所述制剂可以原位制备(直接在表面上)或者在施加到表面上之前形成。特别地，本文描述的用于制备去除化学物质溶液的方法包括：(提供)至少一种气态低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，和将所述至少一种低H2O含量氟基成分鼓泡到所述至少一种溶剂或者溶剂混合物中，从而形成所述去除化学物质溶液。
该去除化学物质溶液可以在含水或者无水环境中。如在本文中使用，术语“环境”是指含有至少一种低H2O含量氟基成分和至少一种溶剂或者溶剂混合物的溶液中的环境。术语“环境”不是指溶液周围的环境，例如在实验室或者建筑物内存在的环境。例如，无水环境是指溶液是无水的而不是指在实验室或者建筑物内空气的整个湿度程度。
所设想的去除化学物质溶液包括至少一种低H2O含量氟基成分。如在本文中使用，措词“低H2O含量”是指成分含有低于大约10体积％的水。在一些实施方案中，所述至少一种低H2O含量氟基成分含有低于大约5体积％的水。在其它实施方案中，所述至少一种低H2O含量氟基成分含有低于大约2.5体积％的水。在有一些其它实施方案中，所述至少一种低H2O含量氟基成分含有低于大约1体积％的水。对于一些实施方案，所述至少一种低H2O含量氟基成分含有低于大约0.5体积％的水。而在其它的实施方案中，所述至少一种低H2O含量氟基成分是无水的。
可以以任何合适的方式添加这种成分，包括将含有低H2O含量氟基成分的气体鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中；或者将低H2O含量氟基成分共混到至少一种溶剂或溶剂混合物中。在一个构思的实施方案中，将无水氟化氢气体鼓泡到所需溶剂或者溶剂混合物中。已经令人惊讶地发现，将低H2O含量和/或无水氟基成分引入到至少一种溶剂或者溶剂混合物中使得用户能够控制最终蚀刻和/或清洁溶液中的水含量并且还提供了对于半导体和电子应用方面的优异蚀刻和/或清洁性质。
低H2O含量氟基成分可以以低于大约70重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，低H2O浓度氟基成分以大约0.005重量％至大约70重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，低H2O浓度氟基成分以大约0.005重量％至大约45重量％的量存在于溶液中。在又一些其它的实施方案中，低H2O浓度氟基成分以大约0.005重量％至大约20重量％的量存在于溶液中。和在一些实施方案中，低H2O浓度氟基成分以大约0.005重量％至大约5重量％的量存在于溶液中。
低H2O含量氟基成分可以包括任何合适的氟化物源，例如氟化氢、氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、四乙基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、氢氟酸吡啶、氟化氢铵或它们的组合。
将低H2O含量氟基成分添加到至少一种溶剂或溶剂混合物中。构思的溶剂包括任何适合的纯有机分子或者有机分子的混合物，其在期望的温度(例如临界温度)下挥发，或者可以促进任何上面提及的设计目标或需要。所述溶剂还可以包括任何合适的纯的极性和非极性化合物或者它们的混合物。如在本文中使用，术语“纯”是指具有恒定组成的组分。例如，纯水仅由H2O组成。如在本文中使用，术语“混合物”是指不纯的组分，包括盐水。如在本文中使用，术语“极性”是指在分子或化合物的一点或者沿着分子或化合物产生不相等的电荷、部分电荷或者自发电荷分布的分子或化合物的特性。如在本文中使用，术语“非极性”意味着在分子或化合物的一点或者沿着分子或化合物产生相等的电荷、部分电荷或者自发电荷分布的分子或化合物的特性。化学和蚀刻溶液领域普通技术人员知道哪些溶剂的性质是非极性的和哪些溶剂的性质明确是极性的。
溶剂或溶剂混合物(包括至少两种溶剂)包括被视为烃族溶剂的部分的那些溶剂。烃溶剂是含有碳和氢的那些溶剂。应当理解的是，大部分烃溶剂是非极性的；但是，存在少数可以被视为极性的烃溶剂。烃溶剂通常被分成三类：脂族、环状和芳族。脂族烃溶剂可以包括直链化合物和为支化和可以交联的化合物，但是脂族烃溶剂不考虑环状。环状烃溶剂是性质与脂族烃溶剂类似的包括至少三个源自环结构的碳原子的那些溶剂。芳族烃溶剂是那些通常包括三个或者更多个不饱和键的具有通过普通键连接的单环或多环和/或具有稠合在一起的多个环的那些溶剂。构思的烃溶剂包括甲苯，(邻)二甲苯，对二甲苯，间二甲苯，均三甲苯，溶剂石脑油H，溶剂石脑油A，烷烃，例如戊烷，己烷，异己烷，庚烷，壬烷，辛烷，十二烷，2-甲基丁烷，十六烷，十三烷，十五烷，环戊烷，2，2，4-三甲基戊烷，石油醚，卤代烃，例如氯代烃，硝化烃，苯，1，2-二甲基苯，1，2，4-三甲基苯，松香水，煤油，异丁基苯，甲基萘，乙基甲苯，石脑油。特别构思的溶剂包括但不限于：戊烷，己烷，庚烷，环己烷，苯，甲苯，二甲苯和它们的混合物或者组合。
所述溶剂或者溶剂混合物可以包括未被视为烃族溶剂化合物部分的那些溶剂，例如酮，例如丙酮，二乙基酮，甲基乙基酮等，醇，酯，醚和胺。其它构思的溶剂包括碳酸亚丙酯，碳酸亚丁酯，碳酸亚乙酯，γ-丁内酯，丙二醇，乳酸乙酯，丙二醇单甲醚乙酸酯或者它们的组合。在有一些另外构思的实施方案中，溶剂或者溶剂混合物可以包括在此提及的任何溶剂的组合。
所述至少一种溶剂或者溶剂混合物可以是含有氮原子、磷原子、硫原子或者它们的组合的那些溶剂，例如N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、吡啶或者它们的组合。在本文中构思的蚀刻和清洁溶液还使用相容的溶剂成分。
在溶液中，溶剂和溶剂混合物可以以低于大约99.5重量％的量存在。在一些实施方案中，在溶液中，溶剂或者溶剂混合物可以以大约30重量％至大约99.5重量％的量存在。
在本文中所用溶剂可以含有任何合适的杂质水平，例如低于大约1ppm，低于大约100ppb，低于大约10ppb，低于大约1ppb，低于大约100ppt，低于大约10ppt，和在一些情况下，低于大约1ppt。这些溶剂可以以适合在所构思的应用中使用的杂质水平购得，或者需要进一步提纯以除去额外的杂质，和达到低于大约10ppb、低于大约1ppb，低于大约100ppt或者更低的水平，这些水平在蚀刻和清洁领域中是更受欢迎的。
如上所述，构思的用于制备去除化学物质溶液的方法包括：提供至少一种气态低H2O含量氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，并将所述至少一种低H2O含量氟基成分鼓泡到所述至少一种溶剂或者溶剂混合物中，从而形成该去除化学物质溶液。其它构思的方法包括提供至少一种低H2O含量的氟基成分，提供至少一种溶剂或溶剂混合物，和将所述至少一种低H2O含量氟基成分共混到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该去除化学物质溶液。
所述至少一种低H2O含量氟基成分，所述至少一种溶剂或溶剂混合物和/或本文中提及的任何其它成分/添加剂均可以以任何合适的方法提供，包括：a)从供应商购买至少一种低H2O含量氟基成分，至少一种溶剂或溶剂混合物和/或本文中提及的任何其它成分/添加剂中的至少一些；b)在室内利用其它来源提供的化学品生产或者制备至少一种低H2O含量氟基成分、至少一种溶剂或溶剂混合物和/或本文中提及的任何其它成分/添加剂中的至少一些；和/或c)在室内使用同样在室内或者在某处制备或者提供的化学品生产或者制备至少一种低H2O含量氟基成分、至少一种溶剂或溶剂混合物和/或本文中提及的任何其它成分/添加剂中的至少一些。
一旦配备了所述成分，将至少一种低H2O含量氟基成分添加到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该去除化学物质溶液。在一种构思的实施方案中，将HF(g)鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，直到达到理想的重量百分比(wt％)浓度，该浓度可以包括HF(g)在一种或多种溶剂中的饱和点。备选地，可以将氟化氢气体通气到第一溶剂中，然后在添加HF(g)之后可以将其它溶剂或者溶剂混合物溶解到第一溶剂中。
还可以将额外的组分添加到至少一种溶剂或溶剂混合物、至少一种低H2O含量氟基成分和/或初始制备的去除化学物质溶液中。例如，可能理想的是在溶剂成分中溶解为含氮物质的组分，所述含氮物质包括螯合剂或者NH3。这些组分的一些在环境条件下为固体，例如胺螯合剂(例如六亚甲基四胺，EDTA)，和当使用这些组分时，可以在添加无水氟化氢气体期间形成独特的胺-HF加合物。水也可以是所构思的溶液中理想的额外组分。所构思的是，水作为额外组分以低于9∶10的与氟化氢的重量比存在于本文所述溶液中。
螯合剂，例如有机酸(乙酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、乳酸)，胺(六亚甲基四胺、三乙醇胺、次氮基三乙酸、三(2-吡啶基甲基)胺、EDTA)，膦酸酯，例如二戊基戊基膦酸酯、双(2-氯乙基)甲基膦酸酯、二丁基丁基膦酸酯、二乙基苄基膦酸酯、次氮基三(亚甲基)三膦酸、羟基亚乙基二膦酸、磺酸，例如3-(N-三[羟甲基]甲基胺)-2-羟基丙磺酸、3([1，1-二甲基-2-羟乙基]胺)-2-羟基丙磺酸或任何上述螯合剂的组合，也可以添加到至少一种溶剂或溶剂混合物、至少一种低H2O含量氟基成分和/或初始制备的去除化学物质溶液中。所述螯合剂可以在添加低H2O含量氟基成分(例如HF(g))之前或之后直接溶解到第一溶剂或溶剂混合物中，或者如果该螯合剂在第一溶剂或溶剂混合物中溶解度低，可以在添加到第一溶剂或溶剂混合物之前先溶解到合适的助溶剂中。在某些实施方案中，螯合剂包括金属螯合剂。如本文中所构思的，所述至少一种螯合剂可以以低于大约20重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，所述至少一种螯合剂可以以大约0.001重量％至大约20重量％的量存在于溶液中。
氧化剂，例如过氧化氢(aq)、臭氧(鼓泡)、脲过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧乙酸(和卤化过氧乙酸)、过氧化苯甲酸和其它有机过氧化物，也可以添加到至少一种溶剂或溶剂混合物、至少一种低H2O含量氟基成分和/或初始制备的去除化学物质溶液中。所述氧化剂可以在添加低H2O含量氟基成分(例如HF(g))之前或之后直接溶解到第一溶剂或溶剂混合物中，或者如果该氧化剂在第一溶剂或溶剂混合物中溶解度低，可以在添加到第一溶剂或溶剂混合物之前先溶解到合适的助溶剂中。所构思的是，一些氧化剂可以是无水的。如本文中所构思的，所述至少一种氧化剂可以以低于大约20重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，所述至少一种氧化剂可以以大约0.001重量％至大约20重量％的量存在于溶液中。
可以将表面活性剂添加到至少一种溶剂或溶剂混合物、至少一种低H2O含量氟基成分和/或初始制备的去除化学物质溶液中，以降低表面张力。如在本文中使用，术语“表面活性剂”是指任何当溶解到水中或者水溶液中时降低表面张力的化合物，或者降低两种液体之间的界面张力、或者液体和固体之间的界面张力的化合物。所构思的表面活性剂可以包括至少一种阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或它们的组合。所述表面活性剂可以在添加低H2O含量氟基成分(例如HF(g))之前或之后直接溶解到第一溶剂或溶剂混合物中，或者如果该表面活性剂在第一溶剂或溶剂混合物中溶解度低，可以在添加到第一溶剂或溶剂混合物之前先溶解到合适的助溶剂中。所构思的表面活性剂可以包括：磺酸盐例如十二烷基苯磺酸盐、四亚丙基苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、氟化阴离子表面活性剂例如Fluorad FC-93和L-18691(3M)，氟化非离子表面活性剂例如FC-4430(3M)、FC-4432(3M)和L-18242(3M)，季铵例如十二烷基三甲基溴化铵或鲸蜡基三甲基溴化铵、烷基苯氧基聚氧化乙烯醇、烷基苯氧基聚缩水甘油、acetylinic alcohols，聚二醇醚例如Tergitol TMN-6(Dow)和Tergitol minifoam 2x(Dow)，聚氧乙烯脂肪醚例如Brij-30(Aldrich)，Brij-35(Aldrich)，Brij-58(Aldrich)，Brij-72(Aldrich)，Brij-76(Aldrich)，Brij-78(Aldrich)，Brij-98(Aldrich)，和Brij-700(Aldrich)，甜菜碱、磺基甜菜碱例如椰油酰氨基丙基甜菜碱，和合成磷脂例如二辛酰基磷脂酰胆碱和卵磷脂和它们的组合。如本文中所构思的，所述至少一种表面活性剂可以以低于大约5重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，所述至少一种表面活性剂可以以大约0.001重量％至大约5重量％的量存在于溶液中。
还可以将可以提供额外低H2O含量氟化物源的组分(例如氟化铵、氟化氢、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、四乙基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、吡啶氢氟酸、氟化氢铵或它们的组合)添加到至少一种溶剂或溶剂混合物、至少一种低H2O含量氟基成分和/或初始制备的去除化学物质溶液中。所述额外氟化物源可以在添加低H2O含量氟基成分(例如HF(g))之前或之后直接溶解到第一溶剂或溶剂混合物中，或者如果该额外氟化物源在第一溶剂或溶剂混合物中溶解度低，可以在添加到第一溶剂或溶剂混合物之前先溶解到合适的助溶剂中。如本文中所构思的，所述至少一种低H2O含量氟化物源可以以低于大约20重量％的量存在于溶液中。在一些实施方案中，所述至少一种无水氟化物源可以以大约0.001重量％至大约20重量％的量存在于溶液中。
如上所述，一旦提供了所述至少一种低H2O含量氟基成分和所述至少一种溶剂或溶剂混合物成分，则将它们共混以形成溶液，其中所述溶液成分处于合适浓度而从表面蚀刻和/或清洁牺牲层、改性牺牲层和/或这些组合物的两者的图案而不会与任何毗邻和/或相应层(例如介电层、硬掩模层、金属层等)显著反应。在本文中构思的去除化学物质溶液可以被常规地共混以用于特定应用；但是，构思的是，一旦用于电子和半导体应用的蚀刻溶液领域的普通技术人员理解了本文的公开内容(包括所列出的目的)，常规共混工艺不需要过多的试验。
去除化学物质溶液可以在光刻胶沉积(为了晶片再制目的)之后(可以在光刻之前或之后)或者在单个晶片或者批处理工具中在蚀刻/等离子体处理(为了后蚀刻/后去除灰分残余物)之后施加到半导体晶片上达大约15秒至大约90分钟的时间。处理温度可以为大约20℃直至大约80℃。该晶片可以一次浸渍到溶液中并保持特定时间，或者多次浸渍，可以用该溶液涮洗，可以具有以系统图案形式施加的溶液，可以被掩模和然后用溶液涮洗等。
所述去除化学物质溶液可以保持在使得溶液的去除能力最优化的特定温度下，或者就温度而言，可能是变化的，这取决于晶片或者表面。如在本文中就温度而言使用的术语“变化”是指在处理晶片时溶液温度可以变化，或者取决于需要去除的残余物的程度在不同晶片之间溶液温度可以发生变化。在一些所构思的实施方案中，去除化学物质溶液的温度保持在低于大约80℃。在其它构思的实施方案中，去除化学物质溶液的温度保持在低于大约50℃。在又一些其它的所构思的实施方案中，去除化学物质溶液的温度保持在大约30℃。
在单个晶片工具中，去除化学物质溶液还可以以胶泥(puddle)形式施加到固定晶片上，然后以设定速度旋转该晶片。备选地，该去除化学物质溶液可以以喷雾形式施加到旋转的晶片上(仅在晶片中心发生分散，或者具有从晶片中心位置到边缘移动的分散头，或者具有从晶片中心到边缘均匀间隔的多个固定分散头)。对于批处理而言，将晶片浸渍到去除化学物质溶液储罐中，并通过搅动、超声/兆频超声(megasonic)和/或空气鼓泡产生湍流。
在施加去除化学物质溶液之前可以对样品进行预处理。预处理可以包括：在施加去除化学物质溶液时向晶片表面施加液体或蒸气以改善润湿。预处理还可以包括向晶片表面施加液体或蒸气以对表面进行化学改性从而增加去除化学物质溶液的效率/提高去除化学物质溶液的选择性。在下列网站中可以发现用于这些工艺中的若干个的装置：
http://www.sez.corn/SEZ+Internet/HeaderNavigation/Products/Single
WaferTools/SEZ+203/main_203.htm，
http://www.amat.com/products/oasis_clean.html，和
http://www.tel.com/eng/products/spe/csuwz.htm。
本文中构思的晶片和分层材料包括在半导体或者电子应用中使用或者被认为将要使用且包括至少一层材料的那些晶片和分层材料，例如双嵌入式结构。本文中构思的表面可以包括任何理想的基本固体/实心(solid)材料，例如基材、晶片或者其它合适表面。特别理想的基材层可以包括膜、有机聚合物、无机聚合物、玻璃、陶瓷、塑料、金属或经涂覆的金属，或者复合材料。表面和/或基材层包括至少一层和在某些情况下包括多层。在其它实施方案中，所述基材包括在集成电路工业以及封装和电路板工业中的常规材料，例如硅、铜、玻璃和其它聚合物。本文中构思的合适表面还可以包括其它之前形成的叠层，其它分层组件或者完全是其它组件。这个的实例可以是当介电材料和CVD阻挡层首先作为叠层铺设时-所述叠层被视为用于后续旋转旋涂分层组件的“表面”。
可以将至少一层耦合到表面或基材上以产生多层叠层。如在本文中使用，术语“耦合”是指表面和层或者两个层彼此物理连接或者在物质或组件的两个部分之间存在物理连接，包括键力例如共价键和离子键，和非键力例如范德华力、静电力、库仑力、氢键力和/或磁引力。同样，如在本文中使用，术语耦合意在包括表面和层或者两层直接彼此接触的情况，但是该术语还意在包括表面和层或者多个层彼此间接耦合的情况，例如在表面和层之间存在粘合促进剂层的情况和在表面和层或者多个层之间还存在其它层的情况。
所构思的可以在晶片和分层材料上使用的介电或者低介电材料包括无机基的化合物，例如硅基的(公开在共同受让的US专利6143855和2002年2月19日提交的未决的US申请10/078919)；(例如HoneywellNANOGLASS和HOSP产品)，镓基的、锗基的、砷基的、硼基的化合物或它们的组合，和有机基化合物，例如聚醚、聚亚芳基醚(在共同受让的US专利6124421中公开)(例如Honeywell FLARETM产品)、聚酰亚胺、聚酯和基于金刚烷或者基于笼形化合物的化合物(在共同受让的WO 01/78110和WO 01/08308中公开)(例如Honeywell GX-3TM产品)。介电和低介电材料可以通过如下方式进行施加：将该材料旋涂到表面上，将材料浸涂、喷涂、辊涂到表面上、将材料滴到表面上和/或将材料铺展到表面上。
硅基化合物的实例包括硅氧烷化合物例如甲基硅氧烷、甲基倍半硅氧烷(methylsilsequioxane)、苯基硅氧烷、苯基倍半硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、甲基苯基倍半硅氧烷、硅氮烷聚合物、硅酸盐聚合物和它们的混合物。所构思的硅氮烷聚合物是全氢化硅氮烷，其具有可以连接发色团的“透明”聚合物骨架。硅氧烷聚合物和嵌段聚合物的实例包括通式(H0-1.0SiO1.5-2.0)x的氢化硅氧烷聚合物和通式(HSiO1.5)x的氢化倍半硅氧烷聚合物，其中x大于大约4。还包括氢化倍半硅氧烷和烷氧基氢化硅氧烷或羟基氢化硅氧烷的共聚物。旋涂玻璃材料另外包括通式(H0-1.0SiO1.5-2.0)n(R0-1.0SiO1.5-2.0)m的有机氢化硅氧烷聚合物和通式(HSiO1.5)n(RSiO1.5)m的有机氢化倍半硅氧烷聚合物，其中m大于0且n和m之和大于大约4，而R为烷基或芳基。一些有用的有机氢化硅氧烷聚合物具有大约4到大约5000的n和m之和，其中R为C1-C20烷基或C6-C12芳基。所述有机氢化硅氧烷和有机氢化倍半硅氧烷聚合物或被称为旋涂聚合物。一些具体实例包括烷基氢化硅氧烷例如甲基氢化硅氧烷，乙基氢化硅氧烷、丙基氢化硅氧烷、叔丁基氢化硅氧烷、苯基氢化硅氧烷；和烷基氢化倍半硅氧烷例如甲基氢化倍半硅氧烷、乙基氢化倍半硅氧烷、丙基氢化倍半硅氧烷、叔丁基氢化倍半硅氧烷、苯基氢化倍半硅氧烷和它们的组合。数个所构思的旋涂材料记载在下列已授权和未决申请中，它们以其整体引入本文作为参考：(2000年6月8日提交的PCT/US00/15772、1999年6月10日提交的US申请09/330248、1999年6月10日提交的US申请09/491166、2002年4月2日授权的US6,365,765、2001年7月31日授权的US 6,268,457、2001年11月10日提交的US申请10/001143、2000年1月26日提交的US申请09/491166、1999年1月7日提交的PCT/US00/00523、2001年1月23日授权的US 6,177,199、2002年3月19日授权的US 6,358,559、2001年4月17日授权的US6,218,020、2002年3月26日授权的US 6,361,820、2001年4月17日授权的US 6,218,497、2002年3月19日授权的US 6,359,099、2000年11月7日授权的US6,143,855、和1998年3月20日提交的US申请09/611528)。
可以使用有机氢化硅氧烷和有机硅氧烷树脂的溶液来形成各种电子设备、微电子设备、特别是用于电子和半导体组件的半导体集成电路和各种分层材料的生产中有用的笼形硅氧烷聚合物膜，包括硬掩模层、介电层、蚀刻结束层和包埋的蚀刻结束层。这些有机氢化硅氧烷树脂层与其它可能用于分层材料和设备的材料(例如基于金刚烷(adamantane)的化合物、基于双金刚烷(diamantane)的化合物、硅芯化合物、有机电介质和纳米多孔电介质)相当地相容。被认为与在本文中构思的有机氢化硅氧烷树脂层相容的化合物公开在下面文献中：2001年10月17日提交的PCT申请PCT/US01/32569、2001年12月31日提交的PCT申请PCT/US01/50812、US申请09/538276、US申请09/544504、US申请09/587851、US专利6,214,746、US专利6,171,687、US专利6,172,128、US专利6,156,812、2002年1月15日提交的US申请60/350187和2002年1月8日提交的US 60/347195，它们以其整体引入本文作为参考。
介电常数在大约1.5-大约4之间的纳米多孔二氧化硅介电膜可以作为所述层的至少一个。本文所构思的纳米多孔二氧化硅化合物是在下列US授权专利中存在的那些：6,022,812、6,037,275、6,042,994、6,048,804、6,090,448、6,126,733、6,140,254、6,204,202、6,208,041、6,318,124和6,319,855。这些类型的膜被铺设作为硅基前体、在存在水的条件下陈化和浓缩，并充分加热以基本上去除所有的成孔剂和形成膜内的空隙。硅基前体组合物包括具有下式Rx-Si-Ly的单体或预聚物，其中R独立地选自烷基、芳基、氢或它们的组合，L是电负性部分，例如烷氧基、羧基、氨基、酰氨基、卤离子、异氰酸根和它们的组合，x为0到大约2的整数，且y为大约2到大约4的整数。其它的纳米多孔化合物和方法可以在下列US授权专利中找到：6,156,812、6,171,687、6,172,128、6,214,746、6,313,185、6,380,347和6,380,270，它们以其整体引入本文作为参考。
如在本文中详细描述的笼形分子或化合物也可以是连接到聚合物主链的基团，因此，可以形成纳米多孔材料，其中所述笼形化合物形成一类空隙(分子内)和至少一部分主链与其自身或其它主链交联可以形成另一类空隙(分子间)。其它的笼形分子、笼形化合物和这些分子和化合物的变型在2001年10月18日提交的PCT/US01/32569中详细记载，该文献以其整体引入作为参考。
所构思的用于紫外线光刻的抗反射和吸收涂覆材料可以包括至少一种无机基化合物或无机材料，至少一种吸收化合物和在一些情况下，至少一种材料改性剂，例如2002年11月12日提交的PCT申请PCT/US02/36327、2003年11月12日提交的PCT/US03/36354和2003年11月18日提交的US申请10/717028中公开的那些。所述至少一种材料改性剂可以包括可以对涂覆材料进行改性以提高所得膜的光刻性、相容性和/或物理品质的任何化合物或组合物，例如通过提高蚀刻选择性和/或剥离选择性或者使得填充偏差(fill bias)最小化。所述至少一种材料改性剂可以包括至少一种成孔剂、至少一种流平剂、至少一种高沸点溶剂、至少一种致密剂、至少一种催化剂、至少一种pH调节剂、至少一种封端剂(capping agent)、至少一种替代溶剂、至少一种粘合促进剂例如树脂基材料，和/或它们的组合，它们被引入到该无机基材料或化合物中。
所述牺牲组合物和材料可以被铺设或者作为连续材料层、以图案、不连续形式或者作为它们的组合形成。如在本文中使用，措词“不连续形式”是指不是以连续层铺设也不是以图案铺设的组合物或层。所述组合物或材料以不连续形式铺设或者形成，从而具有更加随机或非图案状的外观。
其它构思的层可以包括焊接材料，涂料组合物和其它相关材料，包括焊膏、聚合物焊料和其它焊料基制剂和材料，例如在下列HoneywellInternational Inc.的已授权和未决专利申请中可以发现的那些，这些文献以其整体引入本文作为参考：US申请09/851103、60/357754、60/372525、60/396294和09/543628；和PCT未决申请：PCT/US02/14613和所有相关的继续申请、分案、部分继续申请和外国申请。
在电子基产品在工业中或者由其它消费者准备使用的意义上，电子基产品可以是“成品”。成品消费产品的实例是电视机、计算机、手机、寻呼机、掌上电脑(palm-type organizer)、便携式收音机、车载音响(carstereo)和远程控制器。还构思了的是“中间”产品例如可能在成品中使用的电路板、芯片封装和键盘。
电子产品也可以包括处于从概念模型到成品放大/实物模型的开发的任何阶段的原型组件。原型可以含有或者可以不含有所有打算在最终产品中的实际组件，并且原型可以具有由复合材料构造的一些组件，从而在初始测试时抵消它们对其它组件的初始影响。
如在本文中使用，术语“电子组件”是指任何可以在电路中使用以获得一些理想电行为的设备或部件。本文中构思的电子组件可以以许多不同方式分类，包括分类为有源组件和无源物件。有源组件是能够进行一些动态功能的电子组件，例如放大、振荡或信号控制，其通常要求电源而使其运行。实例是双极晶体管、场效应晶体管和集成电路。无源组件是在运行中为静态的电子组件，即通常不能放大或振荡，和通常不要求电源来进行它们的特征操作。实例是常规电阻器、电容器、电感器、二极管、整流器和保险丝。
本文中所构思的电子组件也可以被分类成导体、半导体或绝缘体。在此，导体是允许电荷载体(例如电子)在原子间容易地移动的组件，就像在电流中一样。导体组件的实例是含金属的电路轨迹(circuit trace)和通道。绝缘体是功能基本涉及材料极端抵抗电流传导的能力的组件，例如用于电分隔其它组件的材料，而半导体是具有主要涉及材料导电能力的功能的组件，其中天然电阻性能介于导体和半导体之间。半导体组件的实例是晶体管、二极管、一些激光器、整流器、晶闸管和光敏元件。
本文所构思的电子元件还可以被分类为电源和用电器。电源组件通常用于给其它元件供电，并包括电池组、电容器、线圈和燃料电池。如在本文中使用，术语“电池组”是指通过化学反应产生可用量的电功的设备。类似地，可充电或者二次电池组是指通过化学反应储存可用量的电能的设备。用电器组件包括电阻器、晶体管、ICs、传感器等。
此外，在本文中所构思的电子组件还可以分类为离散或集成的。离散组件是在电路中提供集中在一个位置的一个特定电性能的设备。实例是电阻器、电容器、二极管和晶体管。集成组件是组件的组合，其能够在电路中的一个位置提供多个电性能。实例是ICs，即集成电路，其中多个组件和连接轨迹结合在一起以实施多个或者复杂功能(例如逻辑)。
实施例
实施例1
为了测量无水氟化氢、碳酸亚丙酯和乙酸的各种组合在半导体/存储设备中常用的材料的覆盖膜上的蚀刻率，对各个应用进行了测试并且在下文中进行了描述。
工序：使用无水蚀刻剂作为无水HF的来源。通过下面方法在褐色(tarred)的500mL HDPE瓶中制备了在乙酸中的10体积％HF溶液、在乙酸中的5体积％HF溶液、在乙酸中的2.5体积％HF溶液和在乙酸中的1.25体积％HF溶液：
  溶液  添加剂重量(G)   添加剂的描述
  10体积％HF   200   70-30(HF：吡啶)无水蚀刻剂(含有30体积％的HF)
  400   乙酸
  5体积％HF   200   乙酸中的10体积％HF
  200   乙酸
  2.5体积％HF   200   乙酸中的5体积％HF
  200   乙酸
  1.25体积％HF   200   乙酸中的2.5体积％HF
  200   乙酸
然后通过下述方法将所得HF/乙酸溶液用于制备碳酸亚丙酯/HF/乙酸溶液
  溶液  添加剂重量(G)   添加剂的描述
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的～0.25体积％HF   332.5   碳酸亚丙酯
  86   在HOAc中的1.25体积％HF
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的～0.5体积％HF   332.5   碳酸亚丙酯
  86   在HOAc中的2.5体积％HF
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的～1体积％HF   332.5   碳酸亚丙酯
  86   在HOAc中的5体积％HF
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的～2体积％HF   332.5   碳酸亚丙酯
  86   在HOAc中的10体积％HF
氟化氢、碳酸亚丙酯和乙酸的无水混合物-蚀刻数据
 溶液  添加剂重量(G)   添加剂的描述
 在9∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF   108   碳酸亚丙酯
  10.45   在HOAc中的10体积％HF
 在30∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF   116.4   碳酸亚丙酯
  3.135   在HOAc中的30体积％HF
还制备下列溶液以用作对比：
  溶液  添加剂重量(G)  添加剂的描述
  在乙酸中的1体积％HF   94.05  乙酸
  10.45  在HOAc中的10体积％HF
  1体积％HF(aq)   96  去离子(DI)H2O
  2.3  49体积％HF
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF(aq)   83  碳酸亚丙酯
  21  乙酸
  2.1  49体积％HF
蚀刻工序
下列材料的大约2cm×2cm的膜：热氧化物(TOx)、TEOS和CVDOSG(k～2.7)，具有由n+k测得的膜厚度。然后将该样品夹住并置入溶液中，使用恒温浴将该溶液温度保持在21.5℃。让反应进行10分钟时间。然后从溶液中取出样品并将其置入装有水的烧杯中以阻止反应。用CDA完全干燥晶片样品并用n+k进行后处理膜测量。
使用这些溶液的实验结果如下：
  溶液   材料   之前的厚度()   之后的厚度()   蚀刻时间(min)   T(℃)   蚀刻速率(/min)
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的0.25体积％HF   TOxTEOSOSG   9981  99671021  10244204  4196   9954  99671015  10234206  4000   101010   222222   2.350.35-0.3
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的0.5体积％HF   TOxTEOSOSG   9964  99651013  10154185  4180   9949  9955992.2 989.24180  4186   101010   21.521.521.5   1.252.33-0.05
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   9973  99811043  10454148  4146   9953  9945991.6 993.34145  4140   101010   21.521.521.5   2.85.160.45
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的2体积％HF   TOxTEOSOSG   9941  99341026  10244216  4223   9911  9908978.3 980.94228  4229   101010   21.521.521.5   5.69.08-1.8
  在HOAc中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   9918  99191046  10454153  4153   9844  9842913.7 922.34150  4142   101010   21.521.521.5   7.5512.750.7
  1体积％HF(aq)   TOxTEOSOSG   9944  99441019  10164169  4169   9427  94330     03920  3924＊   101010   21.521.521.5   51.4＞101.7524.7
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF(aq)   TOxTEOSOSG         998510044175         99459244181   101010   21.521.521.5   48-0.6
  在9∶1的PC∶HOAc中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   9999  99981024  10484113  4104   9992  99981010  10114224  4225   101010   21.521.521.5   0.350.9-11.6
  在30∶1的PC∶HOAc中的0.25体积％HF   TOxTEOSOSG   9961  99551044  10484089  4086   9943  99501025  10254212  4225   101010   21.521.521.5   1.152.1-13.1
＊OSG膜被剥离
实施例2
测量了碳酸丙二醇和氢氟酸吡啶的无水混合物、N-甲基-2-吡咯烷酮/乙酸/HF，乳酸乙酯/乙酸/HF的混合物的蚀刻速率并在下文中记载。
目的：测量各种溶剂和HF混合物的蚀刻速率。
工序：将溶液称量到250mL褐色烧杯中并进行混合。所述组分量如下：
  溶液   添加剂重量(G)   添加剂的描述
  在PC/Pyr中的1体积％HF   102   碳酸亚丙酯
  2.6   3∶1摩尔比的HF：吡啶(40体积％HF)
  在3.5∶1的EL∶HOAc中的1体积％HF   71.9   乳酸乙酯
  21.5   在HOAc中的5体积％HF
  在3.5∶1的NMP∶HOAc中的1体积％HF(aq)   71.2   N-甲基-2-吡咯烷酮
  21.5   在HOAc中的5体积％HF
蚀刻工序
下列材料的大约2cm×2cm的膜：热氧化物(TOx)、TEOS和CVDOSG(k～2.7)，具有由n+k测得的膜厚度。然后将该样品夹住并置入溶液中，使用恒温浴将该溶液温度保持在21.5℃。让反应进行10分钟时间。然后从溶液中取出样品并将其置入装有水的烧杯中以阻止反应。用CDA完全干燥晶片样品并用n+k进行后处理膜测量。
使用这些溶液的实验结果如下：
  溶液   材料   之前的厚度()   之后的厚度()   蚀刻时间(min)   T(℃)   蚀刻速率(/mim)
  在PC∶Pyr中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   998310124229   805600   101010   21.521.521.5   192.7＞101.2＞422.9
  在3.5∶1的EL∶HOAc中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   9979  99841042  10494183  4187   9964  99631030  10254183  4182   101010   21.521.521.5   1.81.80.25
  在3.5∶1的NMP∶HOAc中的1体积％HF   TOxTEOSOSG   9978  99831023  10294167  4159   9977  99751019  10174197  4192   101010   21.521.521.5   0.450.8-3.15
实施例3
确定通过无水PC/HF/HOAc混合物对SiN/Cu、去除CuO的蚀刻速率并且记载在下文中。
目的：测量各种PC/HF/HOAc组合物对SiN、Cu和CuO覆盖膜的影响。
工序：如实施例1所述制备了在3.5∶1的PC∶HOAc中的大约0.25体积％HF溶液、大约0.5体积％HF溶液、大约1体积％HF溶液和大约2体积％HF溶液。通过在加热盘上以大约6的热设定(heat setting)氧化2cm×2cm的Cu覆盖膜而形成CuO膜。将CuO样品浸渍到温度控制浴中的HF/PC/HOAc溶液中，每30秒检查一次样品，直到该膜被可见地去除。按照上文所述测量SiN和Cu的蚀刻速率。
使用这些溶液的实验结果如下：
  溶液   材料   之前的厚度()   之后的厚度()   蚀刻时间(min)   T(℃)   蚀刻速率(/min)
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的0.25体积％HF   SiNCu   325.4 328.01248  1244   284.7 281.51026  987   1010   2222   4.3623.95
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的0.5体积％HF   SiNCu   326.4 310.11254  1254   264.7 259.21032  1032   1010   2222   5.6322.2
  在3.5∶1的PC∶HOAc中的2体积％HF   SiNCu   269.9 306.21087  1032   245.0 262.4938.6 938.6   1010   2222   9.5724.18
  溶液   去除可见CuOx的时间
  在3.5∶1的PC/HOAc中的0.25体积％HF   4.5分钟
  在3.5∶1的PC/HOAc中的0.5体积％HF   4分钟
  在3.5∶1的PC/HOAc中的2体积％HF   3.5分钟
实施例4
对各种半导体材料的无水碳酸亚丙酯-氟化氢混合物蚀刻速率进行了测量并在下文中记载。
目的：为了测量在碳酸亚丙酯中的不同浓度无水氟化氢溶液在IC生产中通常使用的薄膜材料上的蚀刻速率。所测试的材料包括TEOS、热氧化物(TOx)、OSG(k＝大约2.7)、Si3N4和HSQ。
工序：使用含5.11重量％的HF的无水碳酸亚丙酯-氟化氢(PC-HF)溶液作为原液来提供所测试的浓度。如下制备稀释的PC-HF溶液：
  溶液   添加剂重量(G)   添加剂的描述
  在PC中的0.25体积％HF   25   碳酸亚丙酯/氟化氢原液
  475   碳酸亚丙酯
  在PC中的0.5体积％HF   50   碳酸亚丙酯/氟化氢原液
  450   碳酸亚丙酯
  在PC中的1体积％HF   100   碳酸亚丙酯/氟化氢原液
  400   碳酸亚丙酯
  在PC中的2体积％HF   200   碳酸亚丙酯/氟化氢原液
  300   碳酸亚丙酯
2cm×2cm的TEOS、OSG、HSQ、热氧化物(TOx)和Si3N4试块/晶片具有使用Filmetrics F2O薄膜测量体系(n+k)预测的膜厚度。将样品试块浸泡在含原液的各溶液中达10分钟。
然后用DI水涮洗样品，并用CDA干燥。然后使用Filmetrics F2O重新测量样品试块的膜厚。
使用这些溶液的实验结果如下：
  溶液   材料   之前的厚度()   之后的厚度()   蚀刻时间(min)   T(℃)   蚀刻速率(/min)
  0.25体积％的PC-HF   TEOSOSGHSQSi3N4TOX   1011  10114227  42343246  3239268.6 301.710020 10010   1008  10094230  42402913  2912287.8 279.210000 10000   1010101010   2222222222   0.25-0.4532.50.1651.5
  0.5体积％的PC-HF   TEOSOSGHSQSi3N4TOX   1016  10254231  42223254  3257278.6 286.910020 10030   1014  10244242  42292920  2915285   291.710010 10030   1010101010   2222222222   0.15-0.933.8-0.560.5
  1体积％的PC-HF   TEOSOSGHSQSi3N4TOX   1010  10164195  41793258  3265272.2 275.49942  9943   1018  10124194  41912902  2899236.4 240.59947  9929   1010101010   2222222222   -0.2-0.5536.13.530.45
  2体积％的PC-HF   TEOSOSGHSQSi3N4TOX   1020  10244237  42133248  3254325   317.29983  9985   1018  10234229  42302461  2527233.7 221.39971  9970   1010101010   2222222222   0.15-0.4575.79.361.3
  5.11体积％的PC-HF原液   TEOSOSGHSQSi3N4TOX   1024  10284295  42983277  3259293.3 280.79935  9931   1005  10044296  4300160   160166.3 155.39916  9920   1010101010   2222222222   2.39-0.17345.3314.021.67
这样，已经公开了用于半导体和电子应用的选择性蚀刻和清洁溶液的具体实施方案和应用，这些溶液的制备及其用途。但是，对于本领域技术人员而言很明显的是，在已经记载的那些方案之外的许多更多的变形是可行的，而不背离此处本发明的概念。因此，本发明的主题除了在该公开的精神内不受限制。此外，在诠释本公开内容中，所有术语应当在与上下文一致条件下以最宽的可能方式理解。特别地，术语“包括”应当理解为以非排他性方式的元件、组件或步骤，是指引用的元件、组件或步骤可以存在、使用或者与其它未被明确引用的元件、组件或步骤结合使用。

Claims (115)

1.一种去除化学物质溶液，包括：
至少一种低H2O含量氟基成分，和
至少一种溶剂或溶剂混合物。
2.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括无水氟化氢或者氢氟酸吡啶。
3.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分以低于大约70重量％的量存在于蚀刻溶液中。
4.权利要求3的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约70重量％的量存在于蚀刻溶液中。
5.权利要求4的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约45重量％的量存在于蚀刻溶液中。
6.权利要求5的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约20重量％的量存在于蚀刻溶液中。
7.权利要求6的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约5重量％的量存在于蚀刻溶液中。
8.权利要求2的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体。
9.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约10体积％的水。
10.权利要求9的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约5体积％的水。
11.权利要求10的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约2.5体积％的水。
12.权利要求11的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约1体积％的水。
13.权利要求12的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟基成分是无水的。
14.权利要求2的去除化学物质溶液，其中将所述氢氟酸吡啶以3∶1的氟化氢∶吡啶摩尔比或者以9∶1的氟化氢∶吡啶摩尔比添加到至少一种溶剂或溶剂混合物中。
15.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇、乙二醇、乳酸乙酯、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲亚砜、吡啶或它们的组合。
16.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物以低于大约99.5重量％的量存在于去除化学物质溶液中。
17.权利要求16的去除化学物质溶液，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物以大约30重量％-大约99.5重量％的量存在于蚀刻溶液中。
18.权利要求1的去除化学物质溶液，进一步包括至少一种额外成分。
19.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述至少一种额外成分包括至少一种氧化剂。
20.权利要求19的去除化学物质溶液，其中所述氧化剂包括过氧化氢、脲过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸、过氧乙酸、卤化过氧乙酸、有机过氧化物、臭氧及其组合。
21.权利要求19的去除化学物质溶液，其中所述至少一种氧化剂包括无水氧化剂。
22.权利要求19的去除化学物质溶液，其中所述至少一种氧化剂以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
23.权利要求22的去除化学物质溶液，其中所述至少一种氧化剂以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
24.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述至少一种额外成分包括低H2O含量氟化物源。
25.权利要求24的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟化物源包括氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、氟化氢、四乙基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、氟化氢铵及其组合。
26.权利要求25的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟化物源以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
27.权利要求26的去除化学物质溶液，其中所述低H2O含量氟化物源以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
28.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述至少一种额外成分包括表面活性剂。
29.权利要求28的去除化学物质溶液，其中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或其组合。
30.权利要求29的去除化学物质溶液，其中所述阴离子表面活性剂包括磺酸盐化合物、氟化阴离子表面活性剂或其组合。
31.权利要求30的去除化学物质溶液，其中所述磺酸盐化合物包括十二烷基苯磺酸盐、四亚丙基苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐或其组合。
32.权利要求30的去除化学物质溶液，其中所述氟化的阴离子表面活性剂包括Fluorad FC-93。
33.权利要求29的去除化学物质溶液，其中所述阳离子表面活性剂包括季铵。
34.权利要求33的去除化学物质溶液，其中所述季铵包括十二烷基三甲基溴化铵或鲸蜡基三甲基溴化铵或其组合。
35.权利要求29的去除化学物质溶液，其中所述非离子表面活性剂包括烷基苯氧基聚氧化乙烯醇、烷基苯氧基聚缩水甘油和acetylinicalcohols，或其组合。
36.权利要求29的去除化学物质溶液，其中所述两性离子表面活性剂包括甜菜碱、磺基甜菜碱、合成磷脂或其组合。
37.权利要求36的去除化学物质溶液，其中所述磺基甜菜碱包括椰油酰氨基丙基甜菜碱。
38.权利要求36的去除化学物质溶液，其中所述合成磷脂包括二辛酰基磷脂酰胆碱、卵磷脂或其组合。
39.权利要求28的去除化学物质溶液，其中所述表面活性剂以低于大约5重量％的量存在于溶液中。
40.权利要求39的去除化学物质溶液，其中所述表面活性剂以大约0.001重量％-大约5重量％的量存在于溶液中。
41.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述额外成分包括至少一种螯合剂。
42.权利要求41的去除化学物质溶液，其中所述至少一种螯合剂以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
43.权利要求42的去除化学物质溶液，其中所述至少一种螯合剂以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
44.权利要求41的去除化学物质溶液，其中所述螯合剂包括有机酸、胺、膦酸酯、磺酸或其组合。
45.权利要求44的去除化学物质溶液，其中所述有机酸包括乙酸、柠檬酸、乳酸、草酸、酒石酸、马来酸或其组合。
46.权利要求44的去除化学物质溶液，其中所述胺包括六亚甲基四胺、EDTA、三乙醇胺、次氮基三乙酸、三(2-吡啶基甲基)胺或其组合。
47.权利要求44的去除化学物质溶液，其中所述膦酸酯包括二戊基戊基膦酸酯、双(2-氯乙基)甲基膦酸酯、二丁基丁基膦酸酯、二乙基苄基膦酸酯、次氮基三(亚甲基)三膦酸和羟基亚乙基二膦酸或其组合。
48.权利要求44的去除化学物质溶液，其中所述磺酸包括3-(N-三[羟甲基]甲基胺)-2-羟基丙磺酸、3([1，1-二甲基-2-羟乙基]胺)-2-羟基丙磺酸或其组合。
49.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述额外成分包括水。
50.权利要求48的去除化学物质溶液，其中水以低于9∶10的与氟化氢的重量比存在于溶液中。
51.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述溶液为蚀刻溶液。
52.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述溶液为清洁溶液。
53.权利要求1的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体和所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合。
54.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体，所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合；且所述额外成分包括臭氧、过氧化氢或其组合。
55.权利要求18的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体，所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合；且所述额外成分包括至少一种螯合剂。
56.一种形成去除化学物质溶液的方法，包括：
提供至少一种低H2O含量氟基成分，
提供至少一种溶剂或溶剂混合物，和
将所述至少一种低H2O含量氟基成分共混到至少一种溶剂或溶剂混合物中，从而形成该去除化学物质溶液。
57.权利要求55的方法，进一步包括：
提供至少一种额外成分，
将所述至少一种额外成分共混到至少一种第二溶剂或溶剂混合物中，以形成成分-溶剂混合物；和
将所述成分-溶剂混合物共混到所述去除化学物质溶液中。
58.权利要求56的方法，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括无水氟化氢、气态氟化氢或氢氟酸吡啶。
59.权利要求55的方法，其中所述低H2O含量氟基成分以低于大约70重量％的量存在于溶液中。
60.权利要求58的方法，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约70重量％的量存在于溶液中。
61.权利要求59的方法，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约45重量％的量存在于溶液中。
62.权利要求60的方法，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
63.权利要求61的方法，其中所述低H2O含量氟基成分以大约0.005重量％-大约5重量％的量存在于溶液中。
64.权利要求55的方法，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约10体积％的水。
65.权利要求63的方法，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约5体积％的水。
66.权利要求64的方法，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约2.5体积％的水。
67.权利要求65的方法，其中所述低H2O含量氟基成分包括低于大约1体积％的水。
68.权利要求66的方法，其中所述低H2O含量氟基成分是无水的。
69.权利要求57的方法，其中将所述氢氟酸吡啶以3∶1的氟化氢∶吡啶摩尔比或者以9∶1的氟化氢∶吡啶摩尔比添加到至少一种溶剂或溶剂混合物中。
70.权利要求55的方法，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇、丙二醇、乳酸乙酯、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲亚砜、吡啶或它们的组合。
71.权利要求69的方法，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物以低于大约99.5重量％的量存在于溶液中。
72.权利要求70的方法，其中所述至少一种溶剂或溶剂混合物以大约30重量％-大约99.5重量％的量存在于蚀刻溶液中。
73.权利要求55的方法，进一步包括至少一种额外成分。
74.权利要求72的方法，其中所述至少一种额外成分包括至少一种氧化剂。
75.权利要求73的方法，其中所述氧化剂包括臭氧、过氧化氢、脲过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸、过氧乙酸、卤化过氧乙酸、有机过氧化物及其组合。
76.权利要求73的方法，其中所述至少一种氧化剂包括无水氧化剂。
77.权利要求73的方法，其中所述至少一种氧化剂以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
78.权利要求76的方法，其中所述至少一种氧化剂以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
79.权利要求72的方法，其中所述至少一种额外成分包括低H2O含量氟化物源。
80.权利要求78的方法，其中所述低H2O含量氟化物源包括氟化铵、四甲基氟化铵、四丁基氟化铵、四乙基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、氟化氢铵、氟化氢及其组合。
81.权利要求79的方法，其中所述低H2O含量氟化物源以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
82.权利要求80的方法，其中所述低H2O含量氟化物源以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
83.权利要求72的方法，其中所述至少一种额外成分包括表面活性剂。
84.权利要求82的方法，其中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或其组合。
85.权利要求83的方法，其中所述阴离子表面活性剂包括磺酸盐化合物、氟化阴离子表面活性剂或其组合。
86.权利要求84的方法，其中所述磺酸盐化合物包括十二烷基苯磺酸盐、四亚丙基苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐或其组合。
87.权利要求84的方法，其中所述氟化的阴离子表面活性剂包括Fluorad FC-93。
88.权利要求83的方法，其中所述阳离子表面活性剂包括季铵。
89.权利要求87的方法，其中所述季铵包括十二烷基三甲基溴化铵或鲸蜡基三甲基溴化铵或其组合。
90.权利要求83的方法，其中所述非离子表面活性剂包括烷基苯氧基聚氧化乙烯醇、烷基苯氧基聚缩水甘油和acetylinic alcohols，或其组合。
91.权利要求83的方法，其中所述两性离子表面活性剂包括甜菜碱、磺基甜菜碱、合成磷脂或其组合。
92.权利要求90的方法，其中所述磺基甜菜碱包括椰油酰氨基丙基甜菜碱。
93.权利要求90的方法，其中所述合成磷脂包括二辛酰基磷脂酰胆碱、卵磷脂或其组合。
94.权利要求83的方法，其中所述表面活性剂以低于大约5重量％的量存在于溶液中。
95.权利要求93的方法，其中所述表面活性剂以大约0.001重量％-大约5重量％的量存在于溶液中。
96.权利要求72的方法，其中所述额外成分包括至少一种螯合剂。
97.权利要求95的方法，其中所述至少一种螯合剂以低于大约20重量％的量存在于溶液中。
98.权利要求96的方法，其中所述至少一种螯合剂以大约0.001重量％-大约20重量％的量存在于溶液中。
99.权利要求95的方法，其中所述螯合剂包括有机酸、胺、膦酸酯、磺酸或其组合。
100.权利要求98的方法，其中所述有机酸包括乙酸、柠檬酸、乳酸、草酸、酒石酸、马来酸或其组合。
101.权利要求98的方法，其中所述胺包括六亚甲基四胺、EDTA、三乙醇胺、次氮基三乙酸、三(2-吡啶基甲基)胺或其组合。
102.权利要求98的方法，其中所述膦酸酯包括二戊基戊基膦酸酯、双(2-氯乙基)甲基膦酸酯、二丁基丁基膦酸酯、二乙基苄基膦酸酯、次氮基三(亚甲基)三膦酸和羟基亚乙基二膦酸或其组合。
103.权利要求98的方法，其中所述磺酸包括3-(N-三[羟甲基]甲基胺)-2-羟基丙磺酸、3([1，1-二甲基-2-羟乙基]胺)-2-羟基丙磺酸或其组合。
104.权利要求72的方法，其中所述额外成分包括水。
105.权利要求103的方法，其中水以低于9∶10的与氟化氢的重量比存在于蚀刻溶液中。
106.一种蚀刻溶液，由权利要求55的方法制备。
107.一种清洁溶液，由权利要求55的方法制备。
108.权利要求57的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体和所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合。
109.权利要求72的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体；所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合；和所述额外成分包括臭氧、过氧化氢或其组合。
110.权利要求72的去除化学物质溶液，其中所述至少一种低H2O含量氟基成分包括氟化氢气体；所述至少一种溶剂或溶剂混合物包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、丙二醇、乙二醇或其组合；和所述额外成分包括至少一种螯合剂。
111.一种形成去除化学物质溶液的方法，包括：
提供至少一种气态无水氟基成分，
提供至少一种溶剂或溶剂混合物，和
将所述至少一种无水氟基成分鼓泡到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中，以形成溶液。
112.权利要求110的方法，进一步包括：
提供至少一种额外的低H2O含量氟基成分，和
将所述至少一种额外的低H2O含量氟基成分共混到所述至少一种溶剂或溶剂混合物中。
113.权利要求111的方法，进一步包括：
提供至少一种额外成分，
将所述至少一种额外成分共混到至少一种第二溶剂或溶剂混合物中，以形成成分-溶剂混合物；和
将所述成分-溶剂混合物共混到溶液中。
114.一种形成去除化学物质溶液的方法，包括：
提供氟化氢气体，
提供至少一种溶剂或溶剂混合物，和
将所述氟化氢气体鼓泡到至少一种溶剂或溶剂混合物中，以形成溶液。
115.一种去除化学物质溶液，包括：
氟化氢气体，和
至少一种溶剂或溶剂混合物。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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