CN107810261A - 用于处理衬底表面的组合物、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了处理组合物和通过使用处理组合物处理衬底表面的方法，和其上具有所述处理组合物的半导体或MEMS衬底。

Description

用于处理衬底表面的组合物、方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月1日提交的美国专利申请62/141,657和2016年3月29日提交的美国专利申请15/084,169的优先权，其二者的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本发明涉及处理半导体或MEMS衬底的表面的处理组合物和方法，以及其上包含所述处理组合物的半导体或MEMS衬底。
在制造半导体器件的过程中，在光刻模块中，在使用显影剂以在光刻胶中形成图案的步骤之后，在蚀刻下方的衬底并除去光刻胶之后，在下方的金属或介电衬底中有图案。进行了清洁其上具有所述图案的半导体衬底(晶片)的表面的一个或多个步骤。可以将水和/或化学溶液供应到晶片的表面。水可以用作最后的冲洗步骤。但是在使用化学溶液和/或水冲洗步骤之后，通常进行用于去除化学溶液或水的干燥步骤。
在干燥步骤之前或期间，由于水和/或化学溶液的表面张力，存在晶片上形成的图案可能塌陷的问题。为了解决这个问题，需要新的处理组合物和用于施用新的处理组合物的方法。
当包含有机硅酸盐玻璃介电膜的衬底(在半导体器件的制造中使用)以使得不期望地除去先前存在的介电材料的至少一部分和/或改变在蚀刻过程之后留在受到蚀刻过程影响的表面附近的材料的组成的方式进行蚀刻或灰化处理时，造成在半导体器件的制造中存在的另一个问题。所得表面可能不期望地具有亲水特性。这些经处理的膜通常在半导体器件如集成电路(“IC”)的制造中用作绝缘材料，为了确保这些膜中的低介电常数和稳定的介电性质，恢复低介电常数的方法将是期望的。
在MEMS或半导体器件如集成电路(“IC”)的制造中的另外的挑战涉及对可以被涂布在可以在其上包含一种或多种类型的材料(例如，一种或多种金属和一种或多种绝缘体等)的MEMS或半导体器件的表面的至少一些区域上的处理组合物的需要。本文公开的处理组合物可以用于改变半导体或MEMS衬底的暴露表面的一个或多个区域的表面特性。
发明内容
在本发明的一个方面中提供了处理组合物，其包含通过使包含一种或多种含硅烷组分和一种或多种含磷组分的混合物反应而形成的含硅烷和磷的化合物，其中所述含硅烷组分中的至少一种具有以下结构：
其中R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基，条件是在结构(0)的所述含硅烷组分中不存在与氮或氧键合的氢；
X1、X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯和酰胺基，条件是X1、X2和X3中的至少一个选自卤素、烷氧基或有机酸基团；
并且所述一种或多种含磷组分中的至少一种具有以下结构：
其中a为1或2，并且R1和R2独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基；并且任选地还包含一种或多种非水性溶剂。
在本发明的另一个方面中提供了处理组合物，其包含具有以下结构的含硅烷和磷的化合物：
其中R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基；X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，氢或未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯和酰胺基，条件是在所述X2、X3和R中不存在与氮或氧键合的氢；并且R1和R2独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基。
在本发明的其他方面，所述X1、X2或X3中的至少一个是卤素；或所述X1、X2或X3中的仅一个是卤素；和进一步地X1是卤素，且X2、X3和R独立地选自未取代的烷基、芳基和杂芳基或氟取代的烷基、芳基和杂芳基；和/或结构(0)的所述含硅烷组分选自烷氧基二甲基烷基硅烷、二烷氧基甲基烷基硅烷、三烷氧基烷基硅烷、氯二甲基烷基硅烷、二氯甲基烷基硅烷、三氯烷基硅烷、烷氧基二乙基烷基硅烷、二烷氧基乙基烷基硅烷、三烷氧基烷基硅烷、氯二乙基烷基硅烷、二氯乙基烷基硅烷，其中所述烷基独立地包含1至30个，或4至30个，或7至30个碳，并且其中所述碳可以具有取代与所述碳连接的一些或全部氢的卤素，并且所述烷氧基可以是任何C1-C8烷氧基，并且可以包含取代所述烷氧基中的一些或全部氢的卤素。
在其他方面，所述处理组合物是根据上述方面中的任一者，并且进一步地其中R包含7至30个碳和/或a是2，并且(结构(4)的)R1在所述取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个中包含4至30个碳原子。
在单独或与其他方面一起的本发明的其他方面中，(结构(0)的)R可以在任何上文所述的取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中包含1至30，1至24，或2至24，或4至30，4至24，或6至24，或7至30，或6至20，或2至20，或3至20，或4至20，或4至18，或4至16个碳原子。在单独或与其它方面一起的其它方面中，X1、X2和X3可以在前文针对X1、X2和X3描述的任何基团中独立地包含1至24，或1至15，或1至10，或1至8，或1至6，或1至4，或1至2个碳原子。
在与上述方面中任一者一起的其他方面中，结构(4)的所述含磷组分选自十八烷基膦酸、辛基膦酸、癸基膦酸、十二烷基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、二十烷基膦酸、二十二烷基膦酸和二十四烷基膦酸。
在与上述方面中任一者一起的本发明的其他方面中，所述处理组合物可以包含对于与结构(4)的所述一种或多种含磷组分反应的量过量的结构(0)的一种或多种含硅烷组分，并且过量的一种或多种含硅烷组分可以充当含硅烷和磷的化合物的溶剂。替代地或另外地，单独或与其他上述方面一起的所述处理组合物可以包含选自以下的一种或多种非水性溶剂：硅油、3,3’,4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐、苯甲醇、1-辛醇、NMP、乙二醇醚、C1-40脂族烃、C1-40芳族烃、取代的萘、d-柠檬烯、l-柠檬烯、dl-柠檬烯、橙皮油、二戊烯、卤代烃、氟化烃、结构(0)的含硅烷组分及其混合物。
单独或与任何上述方面一起的处理组合物可以包含选自以下的一种或多种非水性溶剂：结构(0)的含硅烷组分，硅油，己烷，辛烷，癸烷，十二烷，十四烷，十六烷，十八烷，二十烷，苯，甲苯，二甲苯，均三甲苯，萘，甲基萘，二甲基萘，三甲基萘，四甲基萘，四氢化萘，d-柠檬烯，l-柠檬烯，dl-柠檬烯，橙皮油，二戊烯，二氯甲烷，氯仿，1,1,1-三氯乙烷，三氯乙烯；含氟氯烃(fluorochlorohydrocarbons)，氟氯烃(fluorochlorocarbons)，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物，氯碳化合物；含氟氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氟烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟碳化合物与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氯碳化合物与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；及其混合物。
在与任何其他方面一起的另一个方面，所述处理组合物的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分可以选自氯三甲基硅烷、氯二甲基辛基硅烷、三氯辛基胺、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷和(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三氯硅烷。
在与任何上述其他方面一起的另一个方面中，所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0.01至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至60重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)0至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)；或者其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)40至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至10重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)0至50重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)；或者其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0.01至49.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至10重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)50至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)。
在与任何上述其他方面一起的另一个方面中，所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至100重量％的所述一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)0至99.999重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)；或者其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)40至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至10重量％的所述一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)0至50重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)；或者其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0.01至49.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至10重量％的所述一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)50至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)。
在单独或与本发明的其他方面一起的另一个方面中，所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至100重量％的所述一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)0至99.999重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)。
在本发明的另一个方面，单独或与本发明的任何其他方面一起，所述处理组合物的含硅烷和磷的化合物选自烷基甲硅烷基烷基膦酸酯、芳基甲硅烷基烷基膦酸酯、烷基甲硅烷基芳基膦酸酯、芳基甲硅烷基芳基膦酸酯、杂芳基甲硅烷基烷基膦酸酯、烷基甲硅烷基杂芳基膦酸酯、杂芳基甲硅烷基杂芳基膦酸酯、芳基甲硅烷基杂芳基膦酸酯和杂芳基甲硅烷基芳基膦酸酯。
在另一个方面，在所述处理组合物中，含硅烷和磷的化合物包含6或更多个碳。
在单独或与另一方面组合的本发明另一个方面中，所述处理组合物包含二甲基甲硅烷基十八烷基膦酸酯。
在与任何其他方面一起的本发明的另一个方面中，所述处理组合物的所述含硅烷和磷的化合物包含以下结构：
其中R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，或者醚，胺，酯，酰胺和烷氧基，条件是不存在与氮或氧键合的氢；X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，氢，或所述R中的任一种，并且R1和R2独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，或醚，胺，酯，酰胺和烷氧基，条件是不存在与氮或氧键合的氢。
在单独或与本发明的其他方面组合的本发明的另一个方面，所述处理组合物的所述含硅烷和磷的化合物具有图6所示的NMR。
在单独或与本发明的其他方面组合的本发明的另一个方面，提供了包含辛醇(ocatanol)和十八烷基膦酸的处理组合物。
在单独或与本发明的其他方面组合的本发明的另一个方面，提供了包含上述或本文中另外公开的本发明的处理组合物中的任一种的衬底。
在单独或与本发明的其他方面组合的本发明的另一个方面，提供了处理衬底的表面的方法，其包括以下步骤：用上述或本文中另外公开的任一种处理组合物接触或涂布所述衬底的表面的至少一部分。
在上述本发明的任何方面，所述处理组合物和使用它们的方法是出于用所述处理组合物处理、接触或涂布半导体或MEMS衬底的表面的至少一部分的目的。所述衬底可以是图案化衬底。
在单独或与其他方面一起的本发明的另一个方面，提供了处理半导体或MEMS衬底的表面的方法，所述衬底可以是图案化衬底，所述方法包括：通过在至少第一任选的预冲洗步骤中使用至少任选的第一预冲洗组合物任选地冲洗所述(图案化)衬底；通过将处理组合物(其也可以被称为疏水性膜形成组合物)引入到所述(图案化)衬底的表面的至少一部分上而在所述(图案化)衬底的表面的至少一部分上形成膜(其可以是疏水性膜)；通过在至少第一任选的后冲洗步骤中使用至少第一任选的后冲洗组合物任选地冲洗所述(图案化)衬底；和任选地干燥所述(图案化)衬底，其中所述处理(疏水性膜形成)组合物包含上述或本文中公开的至少一种处理组合物。
在单独或与其他方面一起的本发明的另外的方面中，所述任选的预冲洗组合物可以包括包含纯水的任选的第一预冲洗步骤和/或一种或多种水混溶性有机溶剂(异丙醇，乙二醇醚，DMSO/NMP等)的任选的第二预冲洗步骤和可以包含非水混溶性溶剂或溶剂混合物的任选的第三预冲洗步骤；和/或所述任选的第一后冲洗组合物可以是可与上述处理或疏水性膜形成组合物混溶的溶剂(例如非水混溶性的有机溶剂或溶剂混合物)，接着是第二后冲洗步骤中的水混溶性的有机溶剂，和然后是任选的第三后冲洗步骤中的水。上文描述的任何步骤是任选的。一种或多种醇可以在任何任选的预冲洗步骤和/或任选的后冲洗步骤中用作水混溶性溶剂。在一些实施方式中，可以省略刚刚描述的所述任选的第三预冲洗步骤和所述任选的第一后冲洗步骤。
在与任何其他方面组合的另外的方面，所述方法可包括衬底，所述衬底在其上包含氮化硅和氧化硅，TiSixNy，TiSixOy和/或金属。
在与任何其他方面组合的本发明的另外的方面，所述方法还可以包括灰化步骤以除去所述疏水性膜，和/或干燥步骤。干燥可以通过旋转干燥、蒸发干燥或减压干燥完成。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的第一实施方式的表面处理方法的流程图；
图2是显示根据所述第一实施方式的表面处理装置的概要结构的图；
图3是用于说明被施用到半导体或MEMS衬底上的图案的溶液的表面张力的图；
图4是用于说明根据本发明的第二实施方式的表面处理方法的流程图；和
图5是显示根据所述第二实施方式的表面处理装置的概要结构的图。
图6是本发明的处理组合物的一个实施方式的组分的核磁共振(NMR)。
具体实施方式
处理组合物包含通过使包含一种或多种含硅烷组分和一种或多种含磷组分的混合物反应而形成的含硅烷和磷的化合物及任选的一种或多种非水性溶剂和其它任选的一种或多种添加剂。处理组合物可用于处理微机电系统(MEMS)或半导体衬底的表面。提供了处理MEMS或半导体衬底的本发明的方法。
注意，在本文中包含和具有(开放式术语)的使用在所述开放式术语所使用的每个地方都包括基本上由......组成和由......组成，就像在文本中陈述这些术语一样。另外，除非另有说明，否则本文中规定的所有重量百分比(wt％)均基于处理组合物的总重量。
一种或多种含硅烷组分由以下结构(0)代表：
在结构(0)中，R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基。取代基的实例包括例如卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)直链、环状和支链烷基或卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)芳基，或卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)杂芳基。可以被取代到直链、环状和支链烷基、芳基或杂芳基中或上的替代性基团包括例如醚，胺，酯，酰胺，烷氧基，条件是不存在可用于与硅反应的氢，例如与氮或氧键合的氢。杂芳基是包含与一个或多个芳基连接的直链、环状和支链烷基的芳基。在一些实施方式中，R可以在上文描述的取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个中包含1至30，或1至24，或2至24，或4至30，或4至24，或6至24，7至30，或6至20，或2至20，或3至20，或4至20，或4至18，或4至16个碳原子。
X1、X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，氢，或者可以是上述任何R，例如，未取代的直链、环状和支链烷基或未取代的芳基或未取代的杂芳基(如上所述)，或取代的直链、环状和支链烷基或取代的芳基或取代的杂芳基，例如卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的、溴取代的)直链、环状和支链烷基、芳基或杂芳基(如上所述)，条件是X1、X2和X3中的至少一个选自卤素，烷氧基或有机酸基团或卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的、溴取代的)直链、环状和支链烷基或芳基或杂芳基。在一些实施方式中，X1、X2和X3中的至少一个是卤素(例如氟、氯、碘或溴)，更优选地，X1、X2和X3中仅一个是卤素。X1、X2和X3可以在上文描述的取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个中独立地包含1至24，或1至15，或1至10，或1至8，或1至6，或1至4，或1至2个碳原子。在一些实施方式中，X1是卤素(例如氟、氯、溴或碘)，并且X2和X3独立地包含具有1至8个，或1至6个，或1至4个，或1至2个碳原子的上文描述的取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个。可选地，X1是卤素(例如氟、氯、溴或碘)，并且X2和X3独立地包含具有1至10个，或1至8个，或1至6个，或1至4个，或1至2个碳原子的未取代的烷基、芳基和杂芳基(如上所述)。可选地，X1是卤素(例如氟、氯、溴或碘)，并且X2和X3独立地包含具有1至10个，或1至8个，或1至6个，或1至4个，或1至2个碳原子的未取代的烷基。X1可以是氯。
在一些实施方式中，R可以是烷基或取代的烷基，同时X1、X2和X3中的每一个可以独立地是卤素(如氟或氯)，未取代的烷基，取代的烷基(如卤素取代的烷基)，烷氧基(如甲氧基、乙氧基或丙氧基或者任何含有4-20个碳的烷氧基)，或有机酸基团(如乙酸基或丙酸基)。通常，未取代或取代的烷基(如烷氧基)是4至20个碳或6至18个碳。取代或未取代的烷基可以是直链、支链或环状的，并且可以具有1至20个碳，或者4至18个碳。卤素取代的烷基(其中烷基的氢部分地或全部地被卤素替代，并且所述卤素是氟(F))的实例可被描述为CxF(2x+1-y)Hy-，其中x是1至24且y是0至x/2，或者x是4至18且y是0至x/2，x是6至18且y是0至x/2。对于其他卤素，可以在同一式中用Cl、Br或I替代F。对于可用于本发明的处理组合物的一些含硅烷组分，结构(0)中的X1、X2和X3中的2个是卤素(例如氟或氯)取代的烷基，并且结构(0)中X1、X2和X3中的第三个是卤素(例如氟或氯)，并且在又一些含硅烷组分中，结构(0)中的X1、X2和X3中的一个是卤素(例如氟或氯)，而X1、X2和X3中的另外两个和R是未取代或取代的烷基。
可用于处理组合物的结构(0)的合适的含硅烷组分的实例包括烷氧基二甲基烷基硅烷，二烷氧基甲基烷基硅烷，三烷氧基烷基硅烷，氯二甲基烷基硅烷，二氯甲基烷基硅烷，三氯烷基硅烷，烷氧基二乙基烷基硅烷，二烷氧基乙基烷基硅烷，三烷氧基烷基硅烷，氯二乙基烷基硅烷，二氯乙基烷基硅烷(其中烷基通常是1至24，或2至24，或3至20，或4至20，或4至24，或6至20，或4至18个碳，其中氟、氯、碘和溴原子，优选氟，可以取代与烷基中的碳原子连接的氢原子中的部分或全部)等。烷氧基可以是甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基或C1-C8烷氧基，并且可以包含取代与烷氧基中的碳原子连接的一些或全部氢原子的卤素，例如，氟原子。结构(0)的实例包括：三甲基甲硅烷基乙酸酯，三甲基甲硅烷基丙酸酯，三甲基甲硅烷基丁酸酯和三甲基甲硅烷基氧-3-戊烯-2-酮。
结构(0)的含硅烷组分的另外的实例包括：氯三甲基硅烷，氯二甲基辛基硅烷，三氯辛基胺，双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷，和(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三氯硅烷。
包含含硅烷和磷的化合物的处理组合物通过使包含结构(0)的一种或多种含硅烷组分和具有以下结构的一种或多种含磷组分的混合物反应而形成：
其中，a是1或2，并且R1和R2(如果a是1)独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基。取代的基团的实例包括例如卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)直链、环状和支链烷基或卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)芳基，或卤素取代的(例如氟取代的、氯取代的、碘取代的或溴取代的)杂芳基。可被取代到直链、环状和支链烷基或芳基中或上的可选基团包括例如醚，胺，酯，酰胺，烷氧基，条件是不存在可用于与硅反应的氢，即不存在与氮或氧键合的氢。在一些实施方式中，R1和/或R2可以在上文描述的取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个中包含1至30，或1至24，或1至20，或1至18，或2至24，或4至30，或4至24，或4至22，或6至24，或6至20，或6至30，8至30，8至24，或10至30，或10至20，或2至20，或10至24，或3至20，或4至20，或4至18，或4至18个碳原子。
含磷组分可以是膦酸。在一个实施方式中，a为2。在另一个实施方式中，a为2且R1为具有1至24，或1至20，或4至20，4至18，或8至24，或10至20或1至18个碳的未取代的烷基。
可用于本发明的膦酸的实例包括十八烷基膦酸，辛基磷酸，癸基磷酸，十二烷基磷酸，十四烷基磷酸，十六烷基磷酸，二十烷基磷酸，二十二烷基膦酸和二十四烷基膦酸。
在其中含磷组分和含硅烷组分用于处理或疏水性膜形成组合物的实施方式中，处理或疏水性膜形成组合物可使含氧化物表面(TEOS，热氧化物，TiSixOy，低k膜)以及含氮化物表面(氮化钛，TiSixNy，氮化硅)疏水化。含硅烷组分，例如有机硅烷，倾向于使氧化物表面疏水化，并且膦酸，如十八烷基膦酸(ODPA)，可以使氮化物表面疏水化。
除了一种或多种含硅烷和磷的组分之外，处理或疏水性膜形成组合物还可以包含有机或无机溶剂，优选非水性溶剂。溶剂(如果存在的话)可以是可用于含硅烷和磷的组分和/或含硅烷组分的任何非水性溶剂。用于制备处理组合物的结构(0)的含硅烷组分可以是液体形式并且可以用作处理组合物的含磷组分和/或含硅烷和磷的化合物的溶剂，特别是当含硅烷组分过量存在时。(过量是指其量对于将与含磷组分的摩尔量反应以形成本发明的处理组合物中的含硅烷和磷化合物的含硅烷组分的摩尔量过量。在一些实施方式中，反应将以等摩尔量进行。)在替代性实施方式中，除了结构(0)的一种或多种含硅烷组分过量之外，或者替代结构(0)的一种或多种含硅烷组分过量，含磷组分和含硅烷组分的组合，和/或均匀溶液中的含硅烷和磷的化合物，可以任选地包括有机或无机溶剂或其混合物的添加。
处理组合物中可用的有机溶剂可以包括3,3’,4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐，苯甲醇，异丙醇，1-辛醇，N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和乙二醇醚，其显示含磷组分(例如膦酸)的良好溶解性。(这些溶剂中的一些相对于已知溶剂具有含磷组分的良好溶解性的发现是本发明之一)。然而，据发现含硅烷和磷的化合物可溶于许多另外的溶剂中，并且以比单独的含磷组分大得多的量溶解。可用于处理或疏水性膜形成组合物的溶剂可包括：C1-40脂族烃，包括己烷，辛烷，癸烷，十二烷，十四烷，十六烷，十八烷，二十烷和任何这些溶剂的混合物；C1-40芳族烃，包括苯，甲苯，二甲苯，均三甲苯，萘，取代的萘，四氢化萘，甲基萘，二甲基萘，三甲基萘，四甲基萘和任何这些溶剂的混合物；其它非极性烃溶剂，包括d-柠檬烯，l-柠檬烯，dl-柠檬烯，橙皮油，二戊烯，硅油(例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))；卤代烃，包括二氯甲烷，氯仿，1,1,1-三氯乙烷，三氯乙烯；氟化溶剂，包括多种氟化烃，例如含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物，氯碳化合物；含氟氯烃与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟氯烃与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氯烃与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氟烃与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟碳化合物与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氯碳化合物与烃，含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物或氯碳化合物的醚，以及这些和/或上文列出的任何溶剂的混合物。在一些实施方式中，溶剂是d-柠檬烯，硅油，甲苯，二氯甲烷，四氢化萘或其混合物。
加入到处理或疏水性膜形成组合物中的结构(0)的一种或多种含硅烷组分的含量可以是的任何量，例如基于处理组合物的总重量的0.001至99.999％，或0.01至99.99％，或者0.1至99.9％，或0.01至70％，或0.01至60％，或0.001至50％，或0.001至30％，或0.001至20％。可选地，结构(0)的一种或多种含硅烷组分基于处理组合物的总重量可以以20至99.999％，或30至99.999％，或40至99.999％，或50至99.999％或60至99.999％，或70至99.999％，或80至99.999％的量加入到处理组合物中。在该段落中规定的重量百分比包括具有对于与结构(4)的含磷组分反应以形成处理组合物中的含硅烷和磷的化合物的量过量的结构(0)的一种或多种含硅烷组分的众多实施方式。
加入到处理或疏水性膜形成组合物中的结构(4)的一种或多种含磷组分的含量可以是任何量，例如基于组合物总重量的0.001至90％，或0.001至80％，或0.001至70％，或0.001至60％，或0.001至50％，或0.001至40％，或0.001至30％，或0.001至20％，或0.001至10％。
当非水性溶剂存在时，其可以以任何量使用。例如，可以使用0至99.989重量％，或0.01至99.989重量％，或0.01至99.989重量％，或10至99.989重量％，或20至99.989重量％，或30至99.989重量％，或40至99.989重量％，或50至99.989重量％，或0至60重量％，或0至50重量％，或0.1至40重量％，或0.1至30重量％，或0.1至20重量％，或0.1至10重量％的溶剂。疏水性膜形成或处理组合物中的含膦组分和含硅烷组分的含量优选为0.001至100重量％，或0.002至100重量％，或0.011至100重量％，或0.001至50重量％，或50至100重量％，或0.001至10重量％，或0.001至20重量％。
在一些实施方式中，处理组合物包含：基于组合物的总重量，(i)0至99.999重量％的结构(0)的一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至100重量％的一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)0至99.999重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的含硅烷组分)；或者基于组合物的总重量，(i)40至99.999重量％的结构(0)的一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至60重量％的一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)0至50重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的含硅烷组分)；或者基于组合物的总重量，(i)0至49.999重量％的结构(0)的一种或多种含硅烷组分；和(ii)0.001至50重量％的一种或多种含硅烷和磷的化合物；和(iii)50至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的含硅烷组分)。
为了制备本发明的处理组合物，将所述组分组合并搅拌，并且任选地加热。
在一个实施方式中，含磷组分和含硅烷组分反应以形成含磷和硅烷的化合物。在一个实施方式中，可以发生以下反应：
其中R、R1、X1、X2和X3选自上文所述的基团，如同在此全部重复。在许多实施方式中，含硅烷组分和含磷组分之间的反应在添加或不添加溶剂的情况下在容器中组合含硅烷组分和含磷组分时在室温下发生。任选地，可将组合物加热至100℃，通常为80℃，和/或搅拌至少几分钟。在一些实施方式中，反应可能花费更长时间；其结束可以通过NMR确认。形成含硅烷和磷的化合物的反应可以在向处理组合物中加入溶剂或其它添加剂之前、期间和/或之后发生。在一个实施方式中，含硅烷和磷的化合物(反应产物)是烷基甲硅烷基烷基膦酸酯。含硅烷和磷的化合物(反应产物)通常在溶剂中具有比反应前的含磷组分更高的溶解度，并且通常使得可能在溶剂中溶解比单独的含磷组分更高的量的含磷组分作为本发明的处理组合物的部分。单独的含磷组分在已知溶剂中的溶解度在室温下不超过约0.01重量％。在本发明的处理组合物中，与相同溶剂中未反应的含磷组分的溶解度相比，含硅烷和磷的化合物使含磷组分的溶解度提高，在一些情况下提高大约2倍或更多，或者大约3倍或更多，或者4倍或更多，或者5倍或更多。
如果期望，可以将含硅烷和磷的化合物从反应混合物中分离出来并以纯净的组合物使用，和/或可以将其溶解在溶剂或溶剂混合物中以制备本发明的处理组合物。注意，当在室温下需要液体时，当含硅烷组分和含磷组分之一或二者具有足够低的分子量使得含硅烷和磷的化合物在室温下是液体时，或者当使用过量的含硅烷组分且其在室温下是液体并用作含硅烷和磷的化合物的溶剂时，可以使用纯净的组合物作为本发明的处理组合物。可以使用一种溶剂或溶剂混合物或不使用溶剂以组合含硅烷组分和含磷组分(和含硅烷和含磷的化合物)，并且可选的溶剂或溶剂混合物可以代替原有的溶剂或溶剂混合物，或加入到含硅烷和磷的化合物中以形成处理组合物，如待处理的衬底所期望的。
替代地，在其它实施方式中，如上所述，在其他非水性溶剂存在或不存在的情况下，可以加入相对于存在的含磷组分摩尔过量的含硅烷组分。反应将消耗所有的含磷组分以使含硅烷和磷的化合物和过量的含硅烷组分可以保留在处理组合物中。如果期望，可以将溶剂加入其中。
可以在处理或疏水性膜形成组合物中使用另外的添加剂，例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，盐酸(35％)和乙酸。添加剂基于组合物的总重量可以以0.01至20重量％，或0.5至10重量％，或0.1至1.0重量％的量存在。
除了结构(0)的含硅烷组分之外，以下结构(1)和(2)和其他结构的其它含硅烷组分可以与含磷组分和任选的溶剂组合使用。
在结构(1)中，R1代表氢原子或具有1至20个碳原子的饱和或不饱和烷基；R2代表具有1至20个碳原子的饱和或不饱和烷基，具有1至20个碳原子的饱和或不饱和环烷基，或具有1至20个碳原子的饱和或不饱和杂环烷基；并且R1和R2可以彼此连接以形成具有1至20个碳原子含有氮原子的饱和或不饱和的杂环烷基。结构(1)的含硅烷组分的具体实例包括：四甲基甲硅烷基二甲基胺(TMSDMA)。
在结构(2)中，R3代表氢原子、甲基、三甲基甲硅烷基或二甲基甲硅烷基；并且R4和R5各自独立地代表氢原子、甲基、烷基或乙烯基。结构(2)的含硅烷组分的具体实例包括：六甲基二硅氮烷(HMDS)和三甲基甲硅烷基二乙胺(TMSDEA)。
上述结构(1)代表的含硅烷组分的实例包括N,N-二甲基氨基三甲基硅烷，N,N-二乙基氨基三甲基硅烷，叔丁基氨基三甲基硅烷，烯丙基氨基三甲基硅烷，三甲基甲硅烷基乙酰胺，三甲基甲硅烷基哌啶，三甲基甲硅烷基咪唑，三甲基甲硅烷基吗啉，3-三甲基甲硅烷基-2-噁唑烷酮，三甲基甲硅烷基吡唑，三甲基甲硅烷基吡咯烷，2-三甲基甲硅烷基-1,2,3-三唑，1-三甲基甲硅烷基-1,2,4-三唑等。
此外，由上述结构(2)代表的含硅烷组分的实例包括六甲基二硅氮烷，N-甲基六甲基二硅氮烷，1,2-二-N-辛基四甲基二硅氮烷，1,2-二乙烯基四甲基二硅氮烷，七甲基二硅氮烷，九甲基三硅氮烷，三(二甲基甲硅烷基)胺等。
在这些中，N,N-二甲基氨基三甲基硅烷(DMATMS)可用于处理组合物中。
可以在本发明的处理组合物中使用结构(1)和(2)和其他的含硅烷组分，包括例如以下的任一种：六甲基二硅氮烷(HMDS)，四甲基甲硅烷基二甲胺(TMSDMA)，四甲基甲硅烷基二乙胺(TMSDEA)，原硅酸四乙酯(TEOS)，二甲基甲硅烷基二乙胺(DMADEA)，二甲基甲硅烷基二甲胺(DMSDMA)，四甲基二硅氮烷(TMDS)，双(二甲基氨基)二甲基硅烷(BDMADMS)，双(二甲基氨基)甲基硅烷(BAMS)及其混合物。
如果结构(1)和(2)或其它的其它含硅酮组分存在于处理组合物中，则它们应以任何量使用，只要含硅烷和磷的化合物存在。
在一个实施方式中，结构(0)的一种含硅烷组分被用于处理或疏水性膜形成组合物中。在另一个实施方式中，两种或更多种含硅烷组分被用于疏水性膜形成组合物中。在又一个实施方式中，三种或更多种含硅烷组分被用于疏水性膜形成组合物中。在其中具有多于一种含硅烷组分的实施方式中，它们可以全部具有结构(0)或是结构(0)的组分与结构(1)的组分和/或结构(2)的组分和/或其他结构的组分以任何组合的混合物。
本发明还包括使用上文描述的处理组合物进行表面改性(例如增加疏水性或改变表面能，或用于低k恢复)的方法。
将参照图1所示的流程图和图2所示的表面处理装置的主要部分的剖视图描述根据本发明的第一实施方式用处理组合物处理衬底表面的方法。图2所示的表面处理装置是配置成共同进行多个衬底的清洁和干燥的分批型装置。
尽管结合下文所述的图形描述的本发明方法的实施方式可以被描述为可用于“图案化衬底”，但是应当理解，意思是空白的、图案化的、结构化的、未结构化的、具有突起部的或其上没有材料的任何半导体衬底或MEMS衬底或其他衬底的任何“半导体或MEMS衬底”或“衬底”可用于本发明的方法中以用本发明的处理组合物至少部分地涂布衬底。此外，应当理解，尽管下文描述的具体实施方式可以是指光刻和蚀刻模块中的图案化衬底，但是在制造半导体或MEMS衬底的工艺的任何点处的任何半导体或MEMS衬底可以代替图案化衬底并用本发明的处理组合物处理。另外地，尽管衬底被称为包括硅基底，但是任何已知或未来的衬底，包括复合半导体衬底(如II-VI(Zn-Se，Cd-Te)和III-V(Ga-N，Ga-As))可以代替它。且尽管涂布下文描述的图案化衬底的目的主要是为了防止图案塌陷，但使用图案化衬底或其他衬底的下文描述的方法可以主要用于本文其它地方描述的本发明的其它益处。
其上具有图案的半导体晶片将被称为“图案化衬底”或“图案化半导体衬底”。衬底或图案化衬底通常是在硅晶片基底上具有一个或多个层的半导体晶片。如果存在的话，其上的层已经通过用于在半导体晶片上沉积层的多个光刻、蚀刻、沉积、平面化和其它步骤沉积。任何衬底或图案化衬底上的层可以包含有机或无机材料，通常是金属(如Al，Cu，Co，Ti等)，硬掩模材料(TiN，TaN等)，介电质(含硅氧烷的材料，包括氧化硅，热氧化物，TEOS，低k介电质，Air Products的DEMS C8或DEMS ATRP)以及有机或聚合物材料(如旋涂低k介电质以及图案化光刻胶层)。(然而，再次地，在本发明的其他实施方式中，半导体或MEMS衬底可以在制造如上所述的集成电路或MEMS器件的工艺中的任何点处在其上包含任何材料。可选衬底因此可以在以下描述中代替图案化衬底。本发明的方法可用于改性表面以改变润湿特性，和/或防止图案的图案坍塌，和/或改变表面能，其可用于改善或降低表面之间的粘附)。
图1的步骤S101涉及在使用显影剂将图案显影后将图案化衬底(晶片)1引入到处理槽3中，随后蚀刻光刻胶下方的层并在蚀刻过程后除去光刻胶。(本文所述的步骤可以在蚀刻步骤之前或之后发生，或者在替代性实施方式中，在用本发明的处理组合物涂布衬底之前不存在蚀刻步骤)。如图2所示，衬底可以在被引入的同时由衬底保持部分2保持。
任选的步骤S102涉及通过使衬底与化学溶液接触的图案化衬底1的任选清洁。化学溶液可以从清洁化学溶液供应部分(未示出)供应到处理槽3。化学溶液可以是设计成在蚀刻过程之前或之后清洁(图案化)衬底的任何类型的等离子体、气体或液体组合物。
任选的步骤S103涉及用可以是水(去离子水(DI)或以其他方式纯化的水)且可以从处理化学溶液供应部分供应到处理槽3的预冲洗溶液冲洗(图案化)衬底1，使得步骤S102中使用的化学溶液的组分被从晶片和处理槽除去。替代地，任选的预冲洗溶液可以是与在步骤104中施用的处理组合物(或疏水性膜形成溶液)可混溶的有机溶剂。有机溶剂可以在第一预冲洗步骤中单独使用，或者在替代性实施方式中，有机溶剂预冲洗步骤(可以是第二和/或第三预冲洗步骤)可以在水预冲洗步骤(其可以是第一预冲洗步骤)之后。这样的溶剂的实例包括有机溶剂，例如水混溶性溶剂，如醇、四氢呋喃、IPA、THF、乙醇、甲醇、丁醇、丙酮、DMSO、NMP、乙二醇醚。替代地，预冲洗溶液可以选自非质子有机溶剂，如甲苯、二氯甲烷、二甲苯、辛烷、癸烷、十二烷、十八烷、d-柠檬烯、萘、取代的萘、四氢化萘、二甲基硅氧烷或本文列出的可用于处理组合物(其可用于单一预冲洗步骤中或者与第一预冲洗步骤和/或第二预冲洗步骤组合)的任何溶剂。在一个实施方式中，第一预冲洗组合物可以包含水；第二预冲洗组合物可以包含水混溶性溶剂，并且第三预冲洗组合物可以包含非质子有机溶剂或本文描述为可用于处理组合物的任何溶剂。
步骤S104涉及通过使衬底与处理组合物(疏水性膜形成组合物)在衬底的全部或一部分上接触而在(图案化)衬底的图3的表面1或4或者1和4二者上形成膜。处理或疏水性膜形成组合物可以从化学溶液供应部分供应到处理槽3。在一些实施方式中，紧接在衬底的表面上形成保护膜的步骤之前或在其期间，没有水也没有含水溶液(即使以残余量)存在于衬底的表面上。在这些实施方式中，在引入处理组合物之前存在于衬底上的任何溶剂(如果有的话)将包含非水性有机溶剂。在一些实施方式中，第一预冲洗步骤可以包括使衬底与水接触，接着是第二预洗涤步骤，其涉及使衬底与醇、四氢呋喃、IPA、THF、乙醇、甲醇、丁醇、丙酮、DMSO、NMP、乙二醇醚接触，和第三预冲洗步骤，其涉及使衬底与有机溶剂如甲苯、二氯甲烷、二甲苯、辛烷、癸烷、十二烷、十八烷、d-柠檬烯、萘、取代的萘、四氢化萘、二甲基硅氧烷或可用于处理组合物的任何溶剂接触。
任选的步骤S105涉及通过使衬底与可以从处理化学溶液供应部分供应到处理槽3的后冲洗溶液(在本文中也称为后冲洗的溶液)接触而从衬底冲洗掉任何过量的处理组合物(疏水性膜形成组合物)。任选的后冲洗步骤可以包括多于一次一种或多种冲洗溶液的施用。任选的后冲洗溶液可以是与任选的预冲洗溶液中任一种相同的溶液，或者其可以是不同的组合物，并且其优选与处理组合物(疏水性膜形成组合物)和任何另外的任选后冲洗溶液二者可混溶。在一个实施方式中，后冲洗方法步骤可以包括第一后冲洗步骤，其涉及使衬底与有机溶剂例如甲苯、二氯甲烷、二甲苯、辛烷、癸烷、十二烷、十八烷、d-柠檬烯、萘、取代的萘、四氢化萘、二甲基硅氧烷等或其混合物接触，接着是第二预冲洗步骤，其可以涉及使衬底与水混溶性溶剂如醇、四氢呋喃、IPA、THF、乙醇、甲醇、丁醇、丙酮、DMSO、NMP、乙二醇醚等及其混合物接触，和第三预冲洗步骤，其可以是水。
任选的步骤S106涉及干燥(图案化)衬底1。例如，(图案化)衬底1可以被从处理槽3中拉起，之后通过从气体供应部分(未示出)供应干燥空气而进行蒸发干燥。替代地或另外地，可以使用任选的减压干燥方法。
此外，任选的干燥步骤还可以以将干燥组合物以液体、蒸汽或薄雾的形式且以非混合状态或与气体如氮气混合的状态从干燥化学品供应部分(未示出)供应到处理槽3的上部空间，并且通过排出后冲洗溶液而逐渐降低其中浸没(图案化)衬底1的可以是水的后冲洗溶液的水平的方式进行。此外，干燥组合物可以是醇，如IPA等，或具有低表面张力的溶液，如氢氟醚(HFE)。
由于在(图案化)衬底1上形成的图案被可以形成疏水性膜的处理组合物覆盖，所以溶液的接触角θ可以使得变大(接近90°)。在替代性实施方式中，角度θ可以是从80°到120°。可以通过增加引入(涂布)到表面上的处理组合物的量，或者通过多次重复形成步骤S104或以其他方式使处理组合物与衬底的表面多次接触，获得更大的接触角。
图3示出了衬底，其中包括在(图案化)衬底1上形成的多个图案线4的图案40的一部分用溶液5润湿。当图案线4之间的距离被定义为间隔时，并且当溶液5的表面张力被定义为γ时，施加到图案40的造成图案坍塌P的能力(power)由下式表达：
P＝2γ(cosθ)/间隔(式1)
从该式可以看出，当θ接近90°时，cosθ接近零，因此在干燥步骤期间施加到图案的溶液的能力P降低。由此，可以防止图案在干燥步骤期间坍塌。
在替代性实施方式中，出于改变衬底与将与衬底上的处理组合物接触的另一个表面之间的表面能的目的，处理组合物被施用到衬底的表面上，这可以用于增加或减少两个表面之间的粘附性。
任选的步骤S107涉及除去在(图案化)衬底1的表面上形成的疏水性膜，其可以通过灰化步骤(例如干式灰化和/或臭氧气体处理)而完成。
当使用本发明的处理组合物的本发明的方法被用于在(图案化)衬底上形成疏水性膜时，可以防止或减少否则可能在干燥步骤期间发生的图案坍塌。当从衬底的表面到图案的上表面测量的图案高度H(如图3所示)较高，图案线4的厚度t较薄，且图案线之间的间隔更小时，图案塌陷通常更糟糕。更高且更薄的图案线条通常被称为具有高纵横比。
将参照图4所示的流程图和图5所示的表面处理装置的主要部分的剖视图，描述处理半导体衬底(其可以是(图案化)衬底)的表面的方法的替代性实施方式。图5所示的表面处理装置是单晶片型，其通过向(图案化)衬底供应处理组合物(其可以是溶液)一次进行一个(图案化)衬底的处理。
步骤S201涉及将待处理的(图案化)衬底(晶片)10安装到旋转卡盘上。衬底通过运送部分(未示出)递送到旋转卡盘11。旋转卡盘11是衬底保持和旋转机构，(图案化)衬底10通过其基本上水平地保持并旋转。
旋转卡盘11包括在基本上垂直的方向上延伸的旋转轴12，附接到旋转轴12的上端的盘状旋转基座13，和设置在旋转基底13的周缘处并且构造成保持衬底的卡盘销14。
步骤S202涉及使(图案化)衬底与化学清洁溶液接触的任选步骤。(图案化)衬底10以预定旋转速度旋转，并且化学清洁溶液从设置在旋转卡盘11上方的喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。化学清洁溶液可以是例如硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)混合物(SPM)，或氢氟酸溶液。
化学清洁溶液(如果使用的话)通过经受由(图案化)衬底10的旋转造成的离心力而散布在(图案化)衬底10的整个表面上，由此进行(图案化)衬底10的清洁步骤。
步骤S203涉及在第一任选预冲洗步骤中预冲洗衬底的任选步骤。第一预冲洗步骤(如果使用的话)可以例如包含水或者是水。水或其他预冲洗组合物可以从喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。第一任选预冲洗组合物通过经受由(图案化)衬底10的旋转造成的离心力而散布在(图案化)衬底10的整个表面上。由此，进行第一预冲洗(如果使用的话)以洗掉通过任选的步骤202留在(图案化)衬底10的表面上的任选的化学溶液。
步骤S204涉及(图案化)衬底的第二任选的预冲洗步骤。第二预冲洗组合物(如果使用的话)可以是醇或包含醇，如IPA。第二预冲洗组合物可以从喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。第二预冲洗组合物通过经受由(图案化)衬底10的旋转造成的离心力而使得散布在(图案化)衬底10的整个表面上。由此，第二预冲洗步骤用第二预冲洗组合物代替第一预冲洗组合物(如果留在(图案化)衬底10的表面上的话)，或者可以以其他方式从(图案化)衬底的表面除去第一预冲洗组合物。第二预冲洗溶液(如果使用的话)可以是与第一预冲洗溶液(其可以是水)和在下一个或后续步骤中施用的处理组合物(疏水性膜形成组合物)两者可混溶的有机溶剂。在一些实施方式中，第一预冲洗步骤可以涉及使衬底与水接触，接着是第二预冲洗步骤，其涉及使衬底与醇(例如IPA)接触，和第三预冲洗步骤，其涉及使衬底与有机溶剂(例如乙二醇醚)或非水混溶性溶剂接触。
步骤S205涉及使衬底与本发明的处理或疏水性膜形成组合物接触以涂布衬底(晶片)的表面(整个表面，除非表面在其上具有防止处理组合物接触整个表面的掩模)。处理组合物(疏水性膜形成组合物)可以从喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。
处理组合物(疏水性膜形成组合物)通过经受由(图案化)衬底10的旋转造成的离心力而使得散布在(图案化)衬底10的整个表面上。由此，在(图案化)衬底10的表面上形成具有低润湿性和/或具有其他表面改性特性的疏水性膜。倾向于用有机硅烷吸附物改性的材料可以包括氧化物(硅酮二氧化物、原硅酸四乙酯(TEOS)、热氧化物和低k材料)。倾向于用有机膦酸吸附物改性的材料可以包括氮化物(氮化钛、氮化钽、氮化铝)以及某些类型的金属表面(包括铜、银或金)。
任选的步骤S206涉及用第一后冲洗组合物的任选的(图案化)衬底的第一后冲洗。第一任选后冲洗组合物可以是醇(如IPA)或醇溶液。为了进行第一后冲洗步骤，第一后冲洗组合物可以从喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。第一后冲洗组合物通过其经受(图案化)衬底10的旋转造成的离心力而使得散布在(图案化)衬底10的整个表面上。由此，第一后冲洗步骤(如果进行的话)可以除去留在(图案化)衬底10的表面上的过量的疏水性膜形成组合物。
步骤S207涉及用第二后冲洗组合物任选地冲洗(图案化)衬底。可以是水的第二后冲洗组合物可以从喷嘴15供应到(图案化)衬底10的表面的旋转中心附近。任选的第二后冲洗组合物通过由(图案化)衬底10的旋转对其造成的离心力而使得散布在(图案化)衬底10的整个表面上。由此，第二后冲洗步骤(如果进行的话)可以除去、代替和/或洗掉留在(图案化)衬底10的表面上的任何第一后冲洗组合物。
任选的步骤S208涉及干燥(图案化)衬底10。在本发明的一个实施方式中，(图案化)衬底可以通过旋转(图案化)衬底10以使其干燥而进行干燥，其可以被称为旋转干燥步骤。(图案化)衬底10的旋转速度可以被增加至预定的旋转干燥旋转速度，以便抖落留在(图案化)衬底10的表面上的第一或第二或其他后冲洗组合物。
在替代性实施方式中，(图案化)衬底10可以通过在其中事先引入(图案化)衬底10的腔室中产生超临界状态而干燥。在这样的状态下，覆盖(图案化)衬底的第一或第二或其他后冲洗组合物(如IPA)被超临界流体代替，并且超临界流体通过适当地改变腔室内的压力和温度而气化。有可能使用CO2、N2、H2、Ar、HFE等作为超临界流体。
作为本发明的方法的结果，衬底10(在图案化衬底10上形成的图案)被疏水性膜覆盖，因此流体的接触角θ使得变大(接近90°)。由此，由于cosθ接近于零，所以在干燥步骤期间施加到图案的造成图案坍塌的能力减小，使得可以防止或减少图案坍塌。在其中半导体衬底在其上可以包括或不包括图案的替代性实施方式中，处理组合物可以改变衬底表面的一个或多个区域的表面特性和/或修复表面的受损区域(例如，低k恢复)。可以包含一种或多种含硅烷和磷的化合物的处理组合物可以共价键合到衬底上的一种或多种材料，例如存在于表面处的氮化物和/或氧化物。
步骤S209涉及通过使用例如灰化步骤(如干式灰化和臭氧气体处理)除去疏水性膜的任选步骤，使得除去在(图案化)衬底10的表面上形成的疏水性膜并且使干燥的(图案化)衬底准备进行进一步处理。
在一个实施方式中，在使处理组合物接触衬底的表面的步骤并在其上形成表面的至少一些部分上的处理组合物的涂层(疏水性膜)(步骤S205)之前进行的任选的预冲洗步骤(步骤S204)和之后进行的后冲洗步骤(步骤S206)可以各自包括优选与水和处理组合物(疏水性膜形成溶液)二者可混溶的任何类型的有机溶剂或有机溶剂混合物。那些溶剂组合物包含醇(例如IPA)、二醇醚、其它水混溶性溶剂如NMP和DMSO。在其他实施方式中，用于在衬底的表面的一个或多个区域上形成处理组合物的涂层(疏水性膜)的处理或疏水性膜形成组合物不可以取代(图案化)衬底上的水，例如，本发明的一些处理组合物(疏水性膜形成组合物)包含非水混溶性溶剂。(非水混溶性溶剂在水中具有小于1重量％的溶解度)。在那些实施方式中，使用多步骤预冲洗可能是期望的，例如，第一预冲洗步骤可以涉及使衬底与水(DI水等)接触，接着是第二预冲洗步骤，其涉及使衬底与醇(如IPA)、二醇醚(如乙氧基乙醇、丁氧基乙醇、乙氧基-2-丙醇、丙氧基乙醇、丁氧基丙醇和其他二醇醚)、NMP、二醇(如乙二醇、丙二醇、丁二醇)接触；和第三预冲洗步骤，其涉及使衬底与非水混溶性有机溶剂接触，所述非水混溶性有机溶剂可以是溶剂的混合物，例如硅油、C1-40脂族烃、C1-40芳族烃、取代的萘、d-柠檬烯、l-柠檬烯、dl-柠檬烯、橙皮油、二戊烯、卤代烃(本文前面列出的实例)、氟化烃(本文前面列出的实例)及其混合物，或本文所述的任何有机溶剂。在一些实施方式中，第二预冲洗步骤是任选的。在其他实施方式中，第三预冲洗步骤是任选的。
为了清楚起见，术语“预冲洗步骤”和“预冲洗组合物”用于表示在向(图案化)衬底施用处理或疏水性膜形成组合物之前施用组合物(预冲洗组合物)以冲洗(图案化)衬底。术语“后冲洗步骤”和“后冲洗组合物”用于表示在向(图案化)衬底施用处理或疏水性膜形成组合物之后施用组合物(后冲洗组合物)以冲洗(图案化)衬底。如果存在多于一个预冲洗步骤和多于一种预冲洗组合物，和/或多于一个后冲洗步骤和多于一种后冲洗组合物，则第一预冲洗步骤或后冲洗步骤在时间上相对于第二和/或其他预冲洗步骤或后冲洗步骤首先发生。
本发明的预冲洗组合物可以包含以下的任一种：水、醇如IPA。后冲洗组合物可以包含以下的任一种：醇如IPA、水性醇或水。可以是水混溶性有机溶剂或有机溶剂混合物的可用的预冲洗和后冲洗组合物的另外的实例包括二醇醚，如乙氧基乙醇、丁氧基乙醇、乙氧基-2-丙醇、丙氧基乙醇、丁氧基丙醇和其它二醇醚；二醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇；醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇和其它脂族醇。两种或更多种溶剂的混合物也可以使用。注意在一些实施方式中，水不可以用作预冲洗和/或后冲洗溶液，和/或可能需要非水混溶性溶剂。
预冲洗和后冲洗组合物可以在含有空气、惰性气体、臭氧和氧气中的一种或多种的气氛下接触(图案化)衬底(具有例如金属、介电质和/或硬掩模层，或没有其上的层)。惰性气体包括稀有气体，如氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氮气。
在替代性实施方式中，可以在(图案化)衬底与本发明的处理组合物(疏水性膜形成组合物)接触之前和/或之后提供另外的任选的冲洗步骤。
在一个具体的实施方式中，醇冲洗在施用处理组合物(疏水性膜形成组合物)以在(图案化)衬底的表面的至少一些区域上产生(疏水性)膜之前，在水冲洗步骤之后使用，并且另一醇冲洗步骤可以在衬底的表面的至少一些区域上涂布处理组合物(疏水性膜形成组合物)之后使用以除去过量的处理组合物(疏水性膜形成组合物)。在另一个实施方式中，可以在将处理组合物(疏水性膜形成组合物)施用到衬底上之前和/或之后增加使用一种或多种有机溶剂的一个或多个冲洗步骤。在一个实施方式中，溶剂冲洗步骤在醇冲洗步骤之后。已知当将水与某些类型的处理组合物(疏水性膜形成组合物)混合(例如在步骤S205中)时，可能引起处理或疏水性膜形成组合物的水解，使得可能使处理或疏水性膜形成组合物的拒水性能变差。拒水性能变差使处理组合物施用的防止图案坍塌或其它益处的效果降低。正是在那些实施方式中，可以在醇冲洗步骤之后将溶剂冲洗添加到本发明的方法中。在一些实施方式中，水冲洗步骤可以在醇冲洗步骤之前。因此，在一个实施方式中，在水冲洗之后存在醇冲洗以除去水，之后可以进行任选的溶剂冲洗步骤，然后可以用处理或疏水性膜形成组合物涂布(图案化)衬底。
疏水性膜可以通过在衬底上的羟基与离去基团(卤素、烷氧基等)之间发生缩合反应而形成或部分形成。当存在于图案化衬底上时，它帮助防止图案坍塌。
尽管实施方式已经参考分批型表面处理设备或单晶片型表面处理设备进行描述，但是可以将具有分批型表面处理设备的任一实施方式中描述的步骤用于单晶片型表面处理装置。
在上述实施方式中，用于除去疏水性膜的灰化步骤可以在(图案化)衬底的干燥步骤之后进行。然而，在干燥步骤之后进行RIE(反应性离子蚀刻)过程的情况下，由于在RIE过程中同样除去疏水性膜，所以不需要进行灰化步骤。
如上所述，在根据本发明的实施方式的表面处理方法中，通过向其施用处理组合物可以防止图案坍塌，使得通过控制由cosθ值代表的可润湿性而使在干燥步骤期间施加到图案的力非常小。
在本发明的替代性实施方式中，处理组合物可用于恢复在图案形成期间被等离子蚀刻工艺损坏的低k膜。被等离子体处理损坏的表面已经失去了原有膜结构的一定程度的烃部分，并且形成了一定数量的亲水性官能团(如-OH)。处理组合物可以容易地与那些亲水性基团反应，从而沉积作为与有机硅烷组分连接的烷基的烃部分，使表面更加疏水并恢复表面上的烃部分。
在本发明的另一个替代性实施方式中，处理组合物可通过将处理组合物施用到半导体衬底的表面的方法而用于改性半导体或MEMS衬底的表面。处理组合物可用于增加或降低表面能，在一个实施方式中，处理组合物可导致两个表面彼此粘附。可以使用掩模施用处理组合物以对半导体或MEMS衬底的表面的部分提供保护。
实施例1
以下是对本发明的处理组合物的形成的描述：
二甲基辛基甲硅烷基十八烷基膦酸酯的合成。在50mL玻璃小瓶中，混合1.96g氯二甲基辛基硅烷和3.20g十八烷基膦酸(ODPA)，松弛地封闭小瓶的盖子。将小瓶置于硅油浴中加热，油浴温度升至90℃，4小时。当温度升高时，固体溶解在液体中，并且油浴温度在90℃保持4小时。然后冷却混合物，溶解于IPA中并过滤(除去未反应的ODPA(如果有的话)的操作)。无色固体通过IPA蒸发从溶液中重结晶，对固体进行NMR分析(300MHz Bruker NMR)。1HNMR(CD3OD)δ:0.0(s,6H,Si(CH3)2,0.55(t,J＝7Hz,2H,C1CH2),0.92(t,J＝7Hz,6H,C8和C18’CH2),1.2-1.5(m,42H,C2～C7和C3’～C17’CH2),1.5-1.8(m,4H,C1’和C2’CH2)。NMR在图6中显示。以下结构表示结构的峰分配：
实施例2
处理或疏水性膜形成组合物通过在室温下混合组分而将下表所示的量的组分组合来制备。使用以下空白衬底测试本发明的疏水性膜形成组合物造成的感兴趣的衬底的疏水性的变化：
被O3等离子体损伤4分钟的受损低k膜(Air Products DEMS C8或DEMS ATRP)
TEOS(购自Silicon Valley Microelectronics(SVM)：厚度未掺杂、未致密化)
用稀HF(1:500)预处理TEOS膜衬底60秒，接着是去离子水冲洗和氮气喷射干燥。该步骤是用于消除大气的氧或衬底的储存气氛中的其他物质造成的任何表面变化。(受损低k衬底未被预处理。)
用测角仪系统(Rame-Hart，Succasunna，NJ)测量去离子水的静态接触角(c/a)。在每件的表面上进行3次测量并报告测量值的算术平均值。
在等于0秒的时间处测量未处理的衬底上的接触角之后，通过将众多衬底直接浸入各个处理或疏水性膜形成组合物中一段时间，进行用处理或疏水性膜形成组合物的衬底处理。按照各时间间隔，将一个衬底从处理组合物取出，用异丙醇冲洗，然后进行氮气喷射干燥，并测量每一个的接触角。
测角仪读数的原始数据按照表II中的处理组合物在表I中列出。表II中的处理组合物通过在室温下将表II中对于各个实施例列出的量(其以克表示)的组分加入150ml玻璃烧杯中，并搅拌20小时而制成。
除了在没有预处理的情况下使用空白衬底上的氮化钛膜之外，重复上文所述用于产生表I和II中的数据的测试。TiN膜衬底来自SVM。对于TiN膜和所测试的处理组合物的接触角变化在表III和IV中。
表I
表II
表III
表IV
比较例：
表V和VI中的比较例显示将十八烷基膦酸溶解到NMP中的尝试。使用150ml的烧杯。伴随在表中所示温度下的搅拌，将组分加入到烧杯中。搅拌20小时后记录烧杯中混合物的外观。在室温下溶解到NMP中的十八烷基膦酸的最大量为0.18克，溶解到99.98克的NMP中。
表V
表VI
实施例3
表VII和VIIII中的实施例显示十八烷基膦酸在包含1-辛醇的溶剂中的溶液。使用150ml的烧杯。伴随表中所示温度下的搅拌，将组分加入到烧杯中。搅拌20小时后记录烧杯中混合物的外观。澄清溶液表明溶剂溶解了十八烷基膦酸。表VII和VIII中对于实施例记录的结果显示1-辛醇相对于NMP是十八烷基膦酸的良好溶剂。与单独的NMP相比，辛醇可以用于与其他已知溶剂的溶剂混合物中以在溶液中溶解更高量的十八烷基膦酸。可以与辛醇组合使用的溶剂不受限制，并且包括上文列出的任何有机溶剂和包括乙二醇醚、丙二醇和NMP。
通过比较实施例74L与本发明的实施例115L-P和126B，126C，95Y和95X，可以看出在使含硅烷组分和含磷组分反应以形成含硅烷和磷的反应产物(含硅烷和磷的化合物)后，含硅烷和磷的反应产物增加含磷组分在有机溶剂和其它溶剂中的溶解度，以形成本发明的处理组合物。在室温下，比较例仅在某些有限的溶剂(例如NMP)中提供按总组合物重量计约0.01％的溶解。相反，含硅烷和磷的反应产物在室温(24℃)下容易地以大于0.01重量％，或大于0.02重量％，或大于0.03重量％，或大于0.05重量％，或大于0.07重量％，或大于0.1重量％，或大于0.2重量％，或大于0.5重量％，或0.01至25重量％的量溶解于许多已知溶剂中(或20重量％至70重量％或20重量％至60重量％)，增加其在处理组合物中涂布半导体或MEMS衬底的表面的至少一些区域的可用性。
表VII
表VIII
已经参考具体实施方式描述本发明，但应理解，可以对那些实施方式做出本领域普通技术人员已知的变化，并且仍在要求保护的本发明的范围内。

Claims (23)

1.一种处理组合物，其包含通过使包含一种或多种含硅烷组分和一种或多种含磷组分的混合物反应而形成的含硅烷和磷的化合物，其中所述含硅烷组分中的至少一种具有以下结构：
其中R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基，条件是在结构(0)的所述含硅烷组分中不存在与氮或氧键合的氢；
X1、X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯和酰胺基，条件是X1、
X2和X3中的至少一个选自卤素、烷氧基或有机酸基团；
并且所述一种或多种含磷组分中的至少一种具有以下结构：
其中a为1或2，并且R1和R2独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基；
并且任选地还包含一种或多种非水性溶剂。
2.根据权利要求1所述的处理组合物，所述含硅烷和磷的化合物包含以下结构：
其中R选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基；X2和X3独立地选自卤素，烷氧基，有机酸基团，氢或未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基，卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯和酰胺基，条件是在所述X2、X3和R中不存在与氮或氧键合的氢；并且R1和R2独立地选自氢，未取代的直链、环状和支链烷基，未取代的芳基，未取代的杂芳基，取代的直链、环状和支链烷基，取代的芳基或取代的杂芳基，其中所述取代的烷基、芳基和杂芳基选自卤素取代的直链、环状和支链烷基，卤素取代的芳基或卤素取代的杂芳基，醚，胺，酯，酰胺和烷氧基。
3.根据权利要求1所述的处理组合物，进一步地其中所述X1、X2或X3中的至少一个是卤素。
4.根据权利要求1的处理组合物，进一步地其中所述X1、X2或X3中的一个，且仅一个，是卤素。
5.根据权利要求1、2或4所述的处理组合物，进一步地其中X2、X3和R独立地选自未取代的烷基、芳基和杂芳基或者氟取代的烷基、芳基和杂芳基。
6.根据权利要求1所述的处理组合物，其中结构(0)的所述含硅烷组分选自烷氧基二甲基烷基硅烷、二烷氧基甲基烷基硅烷、三烷氧基烷基硅烷、氯二甲基烷基硅烷、二氯甲基烷基硅烷、三氯烷基硅烷、烷氧基二乙基烷基硅烷、二烷氧基乙基烷基硅烷、三烷氧基烷基硅烷、氯二乙基烷基硅烷、二氯乙基烷基硅烷，其中所述烷基独立地包含1至30个碳，并且其中所述碳可以具有取代与所述碳连接的一些或全部氢的卤素，并且所述烷氧基可以是任何C1-C8烷氧基，并且可以包含取代所述烷氧基中的一些或全部氢的卤素。
7.根据权利要求1、2、4或5所述的处理组合物，其中所述R包含7至30个碳。
8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的处理组合物，其中所述R1在所述取代和未取代的烷基、芳基和杂芳基中的任一个中包含4至30个碳原子。
9.根据权利要求1、3、4或6所述的处理组合物，其中结构(4)的所述含磷组分选自十八烷基膦酸、辛基膦酸、癸基膦酸、十二烷基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、二十烷基膦酸、二十二烷基膦酸和二十四烷基膦酸。
10.根据权利要求1、3、4、6或9所述的处理组合物，其包含对于与结构(4)的所述一种或多种含磷组分反应的量过量的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物，其进一步包含选自以下的所述一种或多种非水性溶剂：硅油，3,3’,4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐、苯甲醇、1-辛醇、NMP、乙二醇醚、C1-40脂族烃、C1-40芳族烃、取代的萘、d-柠檬烯、l-柠檬烯、dl-柠檬烯、橙皮油、二戊烯、卤代烃、氟化烃、结构(0)的含硅烷组分及其混合物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物，其进一步包含选自以下的一种或多种非水性溶剂：结构(0)的含硅烷组分，硅油，己烷，辛烷，癸烷，十二烷，十四烷，十六烷，十八烷，二十烷，苯，甲苯，二甲苯，均三甲苯，萘，甲基萘，二甲基萘，三甲基萘，四甲基萘，四氢化萘，d-柠檬烯，l-柠檬烯，dl-柠檬烯，橙皮油，二戊烯，二氯甲烷，氯仿，1,1,1-三氯乙烷，三氯乙烯；含氟氯烃，氟氯烃，含氯烃，含氟烃，氟碳化合物，氯碳化合物；含氟氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氯烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；含氟烃与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氟碳化合物与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；氯碳化合物与烃、含氟氯烃、氟氯烃、含氯烃、含氟烃、氟碳化合物或氯碳化合物的醚；及其混合物。
13.根据权利要求1、3、4、6、9、10、11或12所述的处理组合物，其中结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分选自氯三甲基硅烷、氯二甲基辛基硅烷、三氯辛基胺、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷和(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三氯硅烷。
14.根据权利要求1、3、4、6、9、10、11或12所述的处理组合物，其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0.01至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至60重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)0至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中结构(0)的所述含硅烷组分)。
15.根据权利要求1、3、4、6、9、10、11或12所述的处理组合物，其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)40至99.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；(ii)0.001至10重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)0至50重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)。
16.根据权利要求1所述的处理组合物，其中所述处理组合物包含：基于所述组合物的总重量，(i)0.01至49.999重量％的结构(0)的所述一种或多种含硅烷组分；和(ii)0.001至10重量％的结构(4)的所述一种或多种含磷组分；和(iii)50至99.989重量％的非水性溶剂(排除被包含在(i)中的结构(0)的所述含硅烷组分)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物，其中所述含硅烷和磷的化合物选自烷基甲硅烷基烷基膦酸酯、芳基甲硅烷基烷基膦酸酯、烷基甲硅烷基芳基膦酸酯、芳基甲硅烷基芳基膦酸酯、杂芳基甲硅烷基烷基膦酸酯、烷基甲硅烷基杂芳基膦酸酯、杂芳基甲硅烷基杂芳基膦酸酯、芳基甲硅烷基杂芳基膦酸酯和杂芳基甲硅烷基芳基膦酸酯。
18.根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物，其中所述含硅烷和磷的化合物包含二甲基甲硅烷基十八烷基膦酸酯。
19.一种处理组合物，其包含辛醇和十八烷基膦酸。
20.根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物，其进一步包含选自以下结构的：
其中R1代表氢原子，或者饱和或不饱和的烷基；R2代表饱和或不饱和的烷基，饱和或不饱和的环烷基，或者饱和或不饱和的杂环烷基；并且R1和R2可以彼此连接以形成具有氮原子的饱和或不饱和的杂环烷基，或以下结构的至少一种含硅烷组分：
其中R3代表氢原子、甲基、三甲基甲硅烷基或二甲基甲硅烷基；并且R4和R5各自独立地代表氢原子、甲基、烷基或乙烯基。
21.一种包含根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物的衬底。
22.一种处理衬底的表面的方法，其包括以下步骤：使衬底的表面的至少一部分与根据前述权利要求中任一项所述的处理组合物接触。
23.根据权利要求22所述的方法，其还包括选自以下步骤的一个或多个任选的附加步骤：清洁所述衬底；在所述接触步骤之前用一种或多种任选的预冲洗组合物在所述一个或多个预冲洗步骤中预冲洗所述衬底；用一种或多种任选的后冲洗组合物在一个或多个任选的后冲洗步骤中后冲洗所述衬底；和干燥所述衬底。
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