KR20220075230A - 에칭 잔류물을 제거하기 위한 조성물, 사용 방법 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
적어도 하나의 알칸올아민; 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물; 적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산 및 물을 포함하는 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 위한 방법 및 세정 조성물. 세정 조성물은 적어도 하나의 부식 억제제를 추가로 포함할 수 있다.
Description
개시되고 청구된 주제는 마이크로전자장치 제조에 사용하기 위한 에칭 후 잔류물 세정 조성물 및 방법에 관한 것이다.
마이크로전자장치 구조의 제작에 많은 단계가 관여된다. 집적 회로 제작의 제조 계획 내에서 반도체의 상이한 표면의 선택적 에칭이 때때로 필요하다. 역사적으로, 재료를 선택적으로 제거하는 에칭 공정의 다수의 상이한 유형이 성공적으로 사용되었다. 더욱이, 마이크로전자장치 구조 내에 상이한 층의 선택적 에칭은 집적 회로 제작 공정에서 중요한 단계로 여겨진다.
반도체 및 반도체 마이크로회로의 제조에서, 기판 재료를 중합체 유기 물질로 코팅하는 것이 흔히 필요하다. 일부 기판 재료의 예는 선택적으로 알루미늄, 티탄, 또는 구리 등의 금속 원소를 갖는 알루미늄, 티탄, 구리, 이산화규소 코팅된 실리콘 와이퍼를 포함한다. 통상적으로, 중합체 유기 물질은 포토레지스트 재료이다. 이것은 광에 대한 노출 후 현상 시 에칭 마스크를 형성하는 재료이다. 후속 가공 단계에서, 기판의 표면으로부터 포토레지스트의 적어도 일부가 제거된다. 기판으로부터 포토레지스트를 제거하는 하나의 일반적인 방법은 습식 화학 수단에 의한다. 임의의 금속 회로와 적합한 기판, 무기 기판 및 기판 자체로부터 포토레지스트를 제거하기 위해 습식 화학 조성물이 제제화된다. 포토레지스트를 제거하는 다른 방법은 포토레지스트가 플라스마 회분화에 의해 제거되는 건조 회분 방법에 의한다. 플라스마 회분 후 기판에 남은 잔류물은 포토레지스트 자체 또는 포토레지스트, 기저 기판 및/또는 에칭 가스의 조합일 수 있다. 이 잔류물은 대개 측벽 중합체, 베일 또는 펜스로 지칭된다.
점점 더, 반응성 이온 에칭(RIE: reactive ion etching)은 비아, 금속 라인 및 트렌치 형성 동안에 패턴 전사를 위한 선택의 공정이다. 예를 들면, 복잡한 반도체 장치는 라인 인터커넥트 배선의 후단부의 다수의 층을 요하고, 비아, 금속 라인 및 트렌치 구조물을 제조하기 위해 RIE를 사용한다. 비아는 층간 유전체를 통해 실리콘, 규화물 또는 금속 배선의 하나의 수준과 다음 배선 수준 사이의 접촉을 제공하도록 사용된다. 금속 라인은 장치 인터커넥트로서 사용되는 전도성 구조물이다. 트렌치 구조물은 금속 라인 구조물의 형성에 사용된다. 비아, 금속 라인 및 트렌치 구조물은 통상적으로 금속 및 합금, 예컨대 Al, Al 및 Cu 합금, Cu, Ti, TiN, Ta, TaN, W, TiW, 실리콘 또는 규화물, 예컨대 텅스텐, 티탄 또는 코발트의 규화물을 노출시킨다. RIE 공정은 통상적으로 재스퍼터링된 산화물 재료, 포토레지스트로부터의 유기 재료, 및/또는 비아, 금속 라인 및 또는 트렌치 구조물을 리소그래피적으로 획정하도록 사용된 반사방지 코팅 재료를 포함할 수 있는 복합 혼합물 또는 잔류물을 남긴다.
이 플라스마 에칭 잔류물의 제거는 기판을 배합된 용액에 노출시킴으로써 달성된다. 종래의 세정 제제는 통상적으로 하이드록실아민, 알칸올아민, 물 및 부식 억제제를 함유한다. 예를 들어, 하나의 조성물은 미국 특허 제5,279,771호에 개시되어 있는데, 여기서 플라스마 에칭에 의해 남은 플라스마 에칭 잔류물은 물, 알칸올아민 및 하이드록실아민으로 이루어진 세정 용액에 의해 세정되었다. 미국 특허 제5,419,779호에 개시된 다른 예는 물, 알칸올아민, 하이드록실아민 및 카테콜로 이루어진 플라스마 에칭 잔류물 세정 용액이다.
이 배합된 용액은 효과적으로 플라스마 에칭 잔류물을 세정할 수 있지만, 하이드록실아민의 존재는 금속 층, 예컨대 알루미늄 및 티탄 층을 공격할 수 있다. 부식 억제제는 금속의 에칭 속도, 예컨대 알루미늄, 구리 및 티탄의 에칭 속도를 낮추도록 제제에 첨가되었다. 카테콜 및 갈산은 금속 에칭 속도를 낮추기 위한 부식 억제제로서 사용되었지만; 카테콜 및 갈산 및 이들의 유도체는 일부 경우에 특히 AlCu 합금에 대해 금속 부식을 효과적으로 보호하지 않는다. AlCu 합금 금속 라인에서의 알루미늄과 구리 사이의 표준 환원 전위의 차이로 인해, 용액 중의 개별 금속(Al 및 Cu)의 부식 이외에, AlCu 금속 라인에서의 피팅 부식과 같은 갈바니 부식 문제가 생긴다. AlCu 금속 라인에 대한 다양한 가능한 부식을 잘 방지하기 위해, 새로운 제제는 AlCu 금속 라인의 부식을 더 양호하게 보호하도록 필요하다.
따라서, 기판에 금속 층을 포함하는 층에 해를 입히지 않으면서 기판으로부터 플라스마 에칭 잔류물을 효과적으로 제거하는 개선된 제제에 대한 수요가 있다.
개시되고 청구된 주제는 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판으로부터 플라스마 에칭 후 잔류물을 제거하는 데 유용한 다작용성 유기 산을 함유하는 세정 조성물에 관한 것이다.
일 실시형태에서, 상기 조성물은
(i)
하기 화학식의 적어도 하나의 알칸올아민:
상기 식 중, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로
(a)
수소,
(b1)
C1-C20 직쇄 알킬 기,
(b2)
C4-C20 분지쇄 알킬 기,
(b3)
C3-C20 사이클릭 알킬 기;
(c)
비치환된 C2-C20 알킬 에테르 기;
(d)
C1-C20 알칸올 기, 및
(e)
-OH 기로 치환된 C2-C20 알킬 에테르 기로부터 선택되고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 (d) 또는 (e)이어야 함;
(ii)
적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물;
(iii)
적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산; 및
(iv)
물을 포함한다.
이 실시형태의 추가의 양태에서, 상기 조성물은 다른 선택적 성분을 포함할 수 있다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민, 2개 이상의 알칸올아민 또는 3개 이상의 알칸올아민은 적어도 하나의 에테르 함유 알칸올아민을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 (v) 적어도 하나의 부식 억제제를 추가로 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 상기 조성물은 다른 선택적 성분을 포함할 수 있다.
추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 다양한 농도의 (i) 적어도 하나의 알칸올아민; (ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 이의 유도체 또는 이의 혼합물, (iii) 물 및 (iv) 적어도 하나의 다작용성 유기 산으로 본질적으로 이루어진다. 이러한 실시형태에서, (i), (ii), (iii)과 (iv)의 합한 양은 100 중량%와 동일하지 않고, 상기 조성물의 유효성을 현저하게 변경하지 않는 다른 성분(예를 들어, 추가 용매(들), 일반 첨가제 및/또는 불순물)을 포함할 수 있다.
추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 다양한 농도의 (i) 적어도 하나의 알칸올아민; (ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 이의 유도체 또는 이의 혼합물, (iii) 물, (iv) 적어도 하나의 다작용성 유기 산 및 (v) 적어도 하나의 부식 억제제로 본질적으로 이루어진다. 이러한 실시형태에서, (i), (ii), (iii), (iv)와 (v)의 합한 양은 100 중량%와 동일하지 않고, 상기 조성물의 유효성을 현저하게 변경하지 않는 다른 성분(예를 들어, 추가 용매(들), 일반 첨가제 및/또는 불순물)을 포함할 수 있다.
추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 다양한 농도의 (i) 적어도 하나의 알칸올아민; (ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 이의 유도체 또는 이의 혼합물, (iii) 물 및 (iv) 적어도 하나의 다작용성 유기 산으로 이루어진다. 이러한 실시형태에서, (i), (ii), (iii)과 (iv)의 합한 양은 대략 100 중량%와 동일하지만, 상기 조성물의 유효성을 현저하게 변경하지 않는 적은 분량으로 존재하는 다른 적은 양 및/또는 미량의 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 이러한 실시형태에서, 상기 조성물은 2 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 조성물은 1 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 0.05 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다.
추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 다양한 농도의 (i) 적어도 하나의 알칸올아민; (ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 이의 유도체 또는 이의 혼합물, (iii) 물, (iv) 적어도 하나의 다작용성 유기 산 및 (v) 적어도 하나의 부식 억제제로 이루어진다. 이러한 실시형태에서, (i), (ii), (iii), (iv)와 (v)의 합한 양은 대략 100 중량%와 동일하지만, 상기 조성물의 유효성을 현저하게 변경하지 않는 적은 분량으로 존재하는 다른 적은 양 및/또는 미량의 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 이러한 실시형태에서, 상기 조성물은 2 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 조성물은 1 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다. 추가의 실시형태에서, 상기 조성물은 0.05 중량% 이하의 불순물을 함유할 수 있다.
개시되고 청구된 주제는 잔류물을 함유하는 기판을 본원에 기재된 세정 조성물 중 하나 이상과 접촉시키는 단계를 포함하는 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판으로부터 잔류물을 제거하는 방법을 추가로 고려한다.
개시된 대상의 추가 이해를 제공하도록 포함되고 본 설명에 포함되거나 이의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 개시된 대상의 실시형태를 예시하고 본 설명과 함께 개시된 대상의 원칙을 설명하도록 작용한다. 도면에서,
도 1은 세정 시험에 사용된 패턴화된 웨이퍼 구조를 예시한다.
도 1은 세정 시험에 사용된 패턴화된 웨이퍼 구조를 예시한다.
정의
달리 기술되지 않는 한, 본 명세서 및 청구항에 사용된 하기 용어는 본 출원에 대해 하기 의미를 가져야 한다
본원에 인용된 공보, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 참고문헌은, 각각의 참고문헌이 참고로 포함된 것으로 개별적으로 및 구체적으로 표시되고 본원에 그 전체가 기재된 것과 동일한 정도로 본원에 참고로 포함된다.
개시되고 청구된 주제를 기재하는 맥락에서(특히 하기 청구항의 맥락에서를 포함) "일" 및 "하나" 및 "이"라는 용어 및 유사한 지시대상의 사용은, 달리 본원에 표시되지 않는 한 또는 문맥에 의해 명확히 상충되지 않는 한, 단수 및 복수 둘 다를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는", "갖는", "수반하는" 및 "함유하는"과 같은 용어는, 달리 기재되지 않는 한, 개방 말단 용어(즉, "포함하지만, 이들로 제한되지는 않음"을 의미)로서 해석되어야 하지만, 또한 "본질적으로 이루어지는" 및 "이루어지는"의 부분 폐쇄 또는 폐쇄 용어를 포함한다. 본원에서 값의 범위의 언급은, 달리 본원에 표시되지 않는 한, 범위 내에 해당하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 지칭하는 약칭 방법으로 작용하도록 단순히 의도되고, 각각의 별개의 값은 본원에 개별적으로 인용된 것처럼 본 명세서로 포함된다. 본원에 기재된 모든 방법은, 달리 본원에 표시되지 않는 한 또는 달리 문맥에 의해 명확히 상충되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 예, 또는 예시적인 언어(예를 들어, "예컨대")의 사용은 개시되고 청구된 주제를 더 잘 예시하도록 단순히 의도되고, 달리 청구되지 않는 한 개시되고 청구된 주제의 범위에 대한 제한을 부여하지 않는다. 본 명세서에서의 언어는 개시되고 청구된 주제의 실행에 필수적인 것으로서 임의의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되지 않아야 한다. 모든 백분율은 중량 백분율이고, 모든 중량 백분율은 (임의의 선택적 농도 및/또는 이의 희석 전에) 상기 조성물의 총 중량에 기초한다. "적어도 하나"의 임의의 언급은 "하나 이상"에 의해 치환될 수 있었다. "적어도 하나" 및/또는 "하나 이상"은 "적어도 2개" 또는 "2개 이상" 및 "적어도 3개" 및 "3개 이상" 및 기타 등등을 포함한다.
개시되고 청구된 주제의 바람직한 실시형태는 본원에 기재되어 있다. 이 바람직한 실시형태의 변형이 상기 설명을 읽을 때 당업자에게 자명해질 것이다. 본 발명자들은 당업자가 적절한 바대로 이러한 변형을 이용할 것을 기대하고, 본 발명자들은 개시되고 청구된 주제가 본원에 구체적으로 기재된 것과 달리 실행되도록 의도한다. 따라서, 개시되고 청구된 주제는 준거법이 허용하는 것처럼 본 발명에 첨부된 청구항에 인용된 대상의 모든 변형 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 이의 모든 가능한 변형에서의 상기 기재된 요소의 임의의 조합은 달리 본원에 표시되지 않는 한 또는 달리 문맥에 의해 명확히 상충되지 않는 한 개시되고 청구된 주제에 의해 포함된다.
언급의 용이를 위해, "마이크로전자 장치"는 반도체 기판, 플랫 패널 디스플레이, 상 변환 기억 장치, 태양 전지판 및 마이크로전자장치, 집적 회로 또는 컴퓨터 칩 분야에 사용하기 위해 제조된 태양전지 기판, 광전지 및 미세전자기계시스템(MEMS: microelectromechanical system)을 포함하는 다른 제품에 상응한다. 태양전지 기판은 실리콘, 무정형 실리콘, 다결정질 실리콘, 단결정질 실리콘, CdTe, 구리 인듐 셀레나이드, 황화 구리 인듐 및 갈륨 상의 비소 갈륨을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 태양전지 기판은 도핑되거나 비도핑될 수 있다. "마이크로전자 장치"라는 용어가 임의의 방식으로 제한인 것으로 의도되지 않고 결국 마이크로전자 장치 또는 마이크로전자 어셈블리가 되는 임의의 기판을 포함한다고 이해되어야 한다. 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판은 저-k 유전체 재료, 장벽 재료, 및 금속, 예컨대, AlCu 합금, W, Ti, TiN뿐만 아니라 이 위의 다른 재료를 포함할 수 있다.
본원에 정의된 것과 같이, "저-k 유전체 재료"는 적층 마이크로전자 장치에서 유전체 재료로서 사용된 임의의 재료에 상응하고, 그 재료는 유전 상수가 약 3.5 미만이다. 바람직하게는, 저-k 유전체 재료는 저극성 재료, 예컨대 규소 함유 유기 중합체, 규소 함유 하이브리드 유기/무기 재료, 유기 규산염 유리(OSG), TEOS, 불화 규산염 유리(FSG), 이산화규소 및 탄소 도핑된 산화물(CDO) 유리를 포함한다. 저-k 유전체 재료가 변하는 밀도 및 변하는 다공성을 가질 수 있다고 이해되어야 한다.
"장벽 재료"라는 용어는 유전체 재료로의 상기 금속, 예를 들어, 구리의 확산을 최소화하도록 금속 라인, 예를 들어 구리 인터커넥트를 실링하기 위해 당해 분야에 사용되는 임의의 재료에 상응한다. 바람직한 장벽 층 재료는 탄탈룸, 티탄, 루테늄, 하프늄, 및 다른 내화성 금속 및 이의 질화물 및 규화물을 포함한다.
"실질적으로 없는"은 0.1 중량% 미만, 또는 0.01 중량% 미만, 및 가장 바람직하게는 0.001 중량% 미만 또는 0.0001 중량% 미만, 또는 1 ppb 미만으로 본원에 정의된다. "실질적으로 없는"은 또한 0.0000 중량% 및 0 ppb를 포함한다. "없는"이라는 용어는 0.0000 중량% 또는 0 ppb를 의미한다.
본원에 사용된 것과 같이, "약" 및 "대략"이라는 용어는 기술된 값의 ± 5%에 상응하는 것으로 의도된다.
상기 조성물의 구체적인 성분이 0의 하한을 포함하는 중량 백분율 범위와 관련하여 기술된 모든 이러한 조성물에서, 이러한 성분이 상기 조성물의 다양한 구체적인 실시형태에서 존재하거나 부재할 수 있고, 이러한 성분이 존재하는 경우에, 이들이 이러한 성분이 사용된 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 중량%만큼 낮은 농도로 존재할 수 있다고 이해될 것이다.
개시되고 청구된 주제는 예를 들어 회분화된 포토레지스트 및/또는 마이크로전자 장치로부터의 가공 잔류물과 같은 잔류물을 선택적으로 제거하기 위한 조성물 및 이를 포함하는 방법을 제공한다. 마이크로전자 장치에 유용한 기판과 같은 물품을 수반하는 세정 방법에서, 제거되어야 하는 통상적인 오염물질은 유기 화합물, 예컨대 노출되고 회분화된 포토레지스트 재료, 회분화된 포토레지스트 잔류물, UV 또는 X선 경화 포토레지스트, C―F 함유 중합체, 저분자량 및 고분자량 중합체, 및 다른 유기 에칭 잔류물; 무기 화합물, 예컨대 금속 산화물, 화학적 기계적 평탄화(CMP: chemical mechanical planarization) 슬러리로부터의 세라믹 입자 및 다른 무기 에칭 잔류물; 금속 함유 화합물, 예컨대 유기 금속 잔류물 및 금속 유기 화합물; 이온성 및 중성, 경질 및 중질 무기 (금속) 종, 수분, 및 평탄화 및 에칭 공정과 같은 가공에 의해 생성된 입자를 포함하는 불용성 재료의 예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 제거된 잔류물은 가공 잔류물, 예컨대 반응성 이온 에칭에 의해 생성된 것이다.
더욱이, 회분화된 포토레지스트 및/또는 가공 잔류물은 통상적으로 금속(예컨대, 구리, 알루미늄), 실리콘, 규산염 및/또는 레벨간 유전체 재료, 예컨대 증착된 규소 산화물 및 유도체화된 규소 산화물, 예컨대 HSQ, MSQ, FOX, TEOS 및 스핀-온(Spin-On) 유리, 및/또는 고-k 재료, 예컨대 하프늄 규산염, 하프늄 산화물, 바륨 스트론튬 티탄(BST), Ta2O5 및 TiO2를 또한 포함하는 반도체 기판(마이크로전자 장치)에 존재하고, 여기서 포토레지스트 및/또는 잔류물 및 금속, 규소, 규화물, 레벨간 유전체 재료 및/또는 고-k 재료 둘 다는 세정 조성물과 접촉할 것이다. 게다가, 본원에 개시된 조성물은 소정의 유전체 재료, 예컨대 산화규소의 최소 에칭 속도를 나타낼 수 있다. 본원에 개시된 조성물 및 방법은 금속(들), 규소, 이산화규소, 레벨간 유전체 재료, 및/또는 고-k 재료 중 하나 이상을 상당히 공격하지 않으면서 잔류물을 선택적으로 제거하는 것을 제공한다. 일 실시형태에서, 본원에 개시된 조성물은 민감한 저 k-필름을 함유하는 구조물에 적합할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 기판은 하나 이상의 금속, 예컨대 비제한적인 예로서 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티탄, 질화티탄, 탄탈룸, 질화탄탈룸, 텅스텐, 및 티탄/텅스텐을 함유할 수 있고, 이들 중 하나 이상은 세정 조성물에 의해 공격되지 않는다.
상세한 설명
상기 일반 설명 및 하기 상세한 설명 둘 다가 예시적이고 설명하기 위한 것이고, 청구된 것처럼 본 대상을 제한하지 않는다고 이해되어야 한다. 개시된 대상의 목적, 특징, 이점 및 발상은 본 명세서에 제공된 설명으로부터 당업자에게 자명할 것이고, 개시된 대상은 본원에 나타난 설명에 기초하여 당업자에 의해 용이하게 실행 가능하다. 개시된 대상을 실행하기 위한 바람직한 방식을 보여주는 임의의 "바람직한 실시형태" 및/또는 예의 설명은 설명의 목적을 위해 포함되고, 청구항의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본원에 개시된 개시된 대상의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 명세서에서 기재된 양태에 기초하여 개시된 대상이 어떻게 실행되는지에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 또한 자명할 것이다.
I.
알칸올아민
개시되고 청구된 주제에서 유용한 알칸올아민은 하나 이상의 알칸올 기 및 하나 이상의 아민 기를 포함한다. 개시되고 청구된 주제에서 유용한 알칸올아민에 대한 구조는 하기 화학식 I를 갖는다:
상기 식 중, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로
(a)
수소,
(b1)
C1-C20 직쇄 알킬 기,
(b2)
C4-C20 분지쇄 알킬 기,
(b3)
C3-C20 사이클릭 알킬 기;
(c)
비치환된 C2-C20 알킬 에테르 기;
(d)
C1-C20 알칸올 기;
(e)
-OH 기로 치환된 C2-C20 알킬 에테르 기로부터 선택되고;
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 (d) 또는 (e)이어야 한다.
추가의 양태에서, 상기 조성물은 다른 선택적 성분을 포함할 수 있다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민, 2개 이상의 알칸올아민 또는 3개 이상의 알칸올아민은 적어도 하나의 에테르 함유 알칸올아민을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다.
일 실시형태에서, (b1)은 C1-C15 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C10 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C7 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C5 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C4 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C3 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1-C2 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C5 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C4 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C3 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C2 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b1)은 C1 직쇄 알킬 기이다.
일 실시형태에서, (b2)는 C4-C15 분지쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C4-C10 분지쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C4-C7 분지쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C4-C5 분지쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C8 분지쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C7 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C6 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C5 직쇄 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b2)는 C4 분지쇄 알킬 기이다.
일 실시형태에서, (b3)은 C3-C15 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C3-C10 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C31-C7 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C3-C5 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C3-C4 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C6 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C5 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C4 사이클릭 알킬 기이다. 다른 실시형태에서, (b3)은 C3 사이클릭 알킬 기이다.
알킬 에테르 기(c)는 (i) C2-C20 직쇄 알킬 기, (ii) C4-C20 분지쇄 알킬 기 및 (iii) C3-C20 사이클릭 알킬 기를 포함하고, 여기서 (i), (ii) 및 (iii)은 각각의 알킬 기 내에 (탄소들 사이에 부착된) 산소 원자를 갖는다. (i), (ii) 및 (iii)에서, 탄소의 총 수는 2개 내지 20개, 또는 2개 내지 15개, 또는 2개 내지 10개, 또는 2개 내지 7개, 또는 2개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개, 또는 2개 내지 3개의 탄소이다.
알칸올 기(d)는 (i) C1-C20 직쇄 알킬 기, (ii) C4-C20 분지쇄 알킬 기 및 (iii) C3-C20 사이클릭 알킬 기를 포함한다. (i), (ii) 및 (iii)에서, 탄소의 총 수는, 구조적으로 적절한 것처럼, 1개 내지 20개, 또는 2개 내지 15개, 또는 2개 내지 10개, 또는 2개 내지 7개, 또는 2개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개, 또는 2개 내지 3개의 탄소이고, 알킬 기에서 탄소에 연결된 적어도 하나의 -(R)(R)-OH를 추가로 갖고, 여기서 각각의 R은 독립적으로 H 또는 알킬 기(이것이 일부인 R1, R2 또는 R3 기보다 적은 탄소에 의해 바로 정의된 것처럼)이다.
-OH 기로 치환된 알킬 에테르 기(e)는 (i) C2-C20 직쇄 알킬 기, (ii) C4-C20 분지쇄 알킬 기 및 (iii) C3-C20 사이클릭 알킬 기를 포함하고, 여기서 (i), (ii) 및 (iii)은 알킬 기 내에 (탄소들 사이에 부착된) 산소 원자를 갖는다. (i), (ii) 및 (iii)에서, 탄소의 총 수는 2개 내지 20개, 또는 2개 내지 15개, 또는 2개 내지 10개, 또는 2개 내지 7개, 또는 2개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개, 또는 2개 내지 3개의 탄소이고, 알킬 기에서 탄소에 연결된 적어도 하나의 -(R)(R)-OH를 추가로 갖고, 여기서 각각의 R은 독립적으로 H 또는 알킬 기(이것이 일부인 R1, R2 또는 R3 기보다 적은 탄소에 의해 바로 정의된 것처럼)이다.
(c) 또는 (e) 중 어느 하나를 함유하는 알칸올아민은 "에테르 함유 알칸올아민"이라 칭해질 것이다. 바람직한 에테르 함유 알칸올아민은 (e) -OH 기를 추가로 갖는 알킬 에테르 기를 갖는다. (d) 및 (e) 둘 다에 대해, 탄소에 연결된 -(R)(R)-OH는 바람직하게는 종결 가능한 기이고, 즉 R 기 둘 다는 H이다.
일 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1 및 R2는 수소이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1 및 R2는 수소이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1 및 R2는 수소이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1은 (a)이고, R2는 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a)이고, R2는 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a)이고, R2는 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1 및 R2는 동일한 또는 상이한 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1 및 R2는 동일한 또는 상이한 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1 및 R2는 동일한 또는 상이한 (b1), (b2) 또는 (b3)이고, R3은 (d) 및 (e)로부터 선택된다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1, R2 및 R3 은 모두 동일한 또는 상이한 (d)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1, R2 및 R3은 모두 동일한 또는 상이한 (d)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1, R2 및 R3은 모두 동일한 또는 상이한 (d)이다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일한 또는 상이한 (d)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일하거나 상이한 (d)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일하거나 상이한 (d)이다.
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 화학식 I의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일한 또는 상이한 (e)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 본질적으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일하거나 상이한 (e)이다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 알칸올아민은 화학식 I의 알칸올아민으로 이루어지고, 여기서 R1은 (a), (b1), (b2) 또는 (b3)으로부터 선택되고, R2 및 R3은 동일하거나 상이한 (e)이다.
상기 구조에 의해 도시된 것처럼, 일부 실시형태에서 개시되고 청구된 주제의 조성물에서 유용한 알칸올아민은 동일한 또는 상이한 (바람직하게는 동일한) 알칸올 기 중 2개 이상을 포함한다. 일부 실시형태에서, 알칸올아민은 동일한 또는 상이한 (바람직하게는 동일한) 알칸올 기의 3개 이상을 포함한다.
개시되고 청구된 주제에서 유용한 알칸올아민의 예는 바람직하게는 물과 혼화성이고, 모노에탄올아민(MEA), 아미노에톡시에탄올, 메탄올아민, N-메틸 에탄올아민, N-에틸 에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, N-메틸 디에탄올아민, N-에틸 디에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민(TEA), 3차부틸디에탄올 아민, 이소프로판올아민, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-부탄올, 이소부탄올아민, 2-아미노-2-에톡시프로판올, 2-아미노-2-에톡시에탄올, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
모노에탄올아민(MEA), 메탄올아민, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-부탄올, 이소부탄올아민 및 이소프로판올아민은 R1 및 R2가 수소이고 R3이 (d)인 경우이다. N-메틸 에탄올아민, N-에틸 에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민은 R1 및 R2가 H 또는 b1 또는 b2 중 하나이고, R3이 d인 경우이다. 아미노에톡시에탄올, 2-아미노-2-에톡시프로판올 및 2-아미노-2-에톡시에탄올은 R1 및 R2가 수소이고, R3이 (e)인 알칸올아민의 예이다. N-메틸 디에탄올아민, N-에틸 디에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민(TEA), 3차부틸디에탄올 아민은 R1, R2 및/또는 R3과 동일한 또는 상이한 (바람직하게는 동일한) 알칸올 기(d) 중 2개 이상을 포함하는 알칸올아민이다. R1 및 R2가 동일한 알칸올 기에 있을 때, R3은 대개 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 사이클릭 알킬 기로부터 선택된다.
일부 실시형태에서, 2개 이상의 알칸올아민의 혼합물이 사용된다. 이와 같이, 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다.
일부 실시형태에서, 3개 이상의 알칸올아민의 혼합물이 사용된다. 이와 같이, 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개 이상의 알칸올아민의 혼합물을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개의 알칸올아민의 혼합물로 이루어진다.
이 실시형태의 추가의 양태에서, (i) 적어도 1개의 알칸올아민, (ii) 2개 이상의 알칸올아민 또는 (iii) 3개 이상의 알칸올아민은 적어도 하나의 에테르 함유 알칸올아민을 포함한다.
일 실시형태에서, (i) 적어도 1개의 알칸올아민, (ii) 적어도 2개의 알칸올아민 및 (iii) 적어도 3개의 알칸올아민은 아미노에톡시에탄올, 2-아미노-2-에톡시프로판올, 2-아미노-2-에톡시에탄올, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
다른 실시형태에서, (i) 적어도 1개의 알칸올아민, (ii) 적어도 2개의 알칸올아민 및 (iii) 적어도 3개의 알칸올아민은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올을 포함한다. 이 실시형태의 추가의 양태에서, 적어도 3개의 알칸올아민은 모노에탄올아민으로 본질적으로 이루어지고, 적어도 3개의 알칸올아민은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올로 이루어진다.
일부 실시형태에서, 2개 이상의 알칸올아민 또는 3개 이상의 알칸올아민의 혼합물은 적어도 하나의 에테르 함유 알칸올아민 및 적어도 1개 또는 2개의 알칸올아민을 포함하고, 여기서 R1 및 R2는 수소이고, R3은 (d)이다.
일부 실시형태에서, 알칸올아민의 총 양은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위의 양을 포함한다: 5, 10, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 38, 40, 43, 45, 48, 50, 52, 55, 57, 59, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 85 및 88. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 조성물의 중량에 따라 약 10% 내지 약 85%, 또는 약 20% 내지 약 80%, 또는 약 30% 내지 약 70%, 또는 약 22% 내지 약 66%, 또는 약 25% 내지 약 59%, 또는 약 30% 내지 약 62%를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 에테르 함유 알칸올아민 대 알칸올아민의 총 중량의 비가 1:5 내지 1:25, 또는 1:10 내지 1:20, 또는 1:12 내지 1:18, 또는 1:13 내지 1:17, 또는 1:14 내지 1:16이도록 하나 이상의 에테르 함유 알칸올아민 및 하나 이상의 다른 알칸올아민은 상기 조성물에 존재할 수 있다.
II.
다작용성 유기 산
본원에 사용된 것과 같이, "다작용성 유기 산"이라는 용어는 비제한적인 예로서 (i) 디카복실레이트 산(예컨대, 옥살산, 말론산, 말산, 타르타르산, 숙신산 등); 방향족 모이어티를 갖는 디카복실산(예컨대, 프탈산 등), 메틸이미노디아세트산, 니트롤로트리아세트산(NTA) 및 이들의 조합; (ii) 트리카복실산(예를 들어, 시트르산, 2-메틸프로판-1,2,3-트리스카복실산, 벤젠-1,2,3-트리카복실산[헤미멜리트산], 프로판-1,2,3-트리카복실산[트리카발릴산], 1,시스-2,3-프로펜트리카복실산[아코니트산] 등), (하이드록시에틸)에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 방향족 모이어티를 갖는 트리카복실산(예컨대, 트리멜리트산 등), 및 이들의 조합; 및 (iii) 예를 들어, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 부틸렌디아민테트라아세트산, (1,2-사이클로헥실렌디니트릴로-)테트라아세트산(CyDTA), 에틸렌디아민테트라프로피온산, N, N,N', N'-에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰)산(EDTMP), 1,3-디아미노-2-하이드록시프로판-N,N,N',N'-테트라아세트산(DHPTA), 프로필렌디아민테트라아세트산, 및 이들의 조합과 같은 테트라카복실산; 및 (iv) 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DETPA) 및 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA)을 포함하는 기타 및 이들의 조합을 포함하는 하나 초과의 카복실레이트 기를 갖는 산 또는 다가-산을 지칭한다. 이 개시되고 청구된 주제의 조성물에 사용될 수 있는 대안적인 부식 억제제는, 단독의 또는 하나 이상의 다른 부식 억제제와 조합된, α-하이드록시 산이 아닌 적어도 하나의 다작용성 유기 산을 포함한다.
바람직한 다작용성 유기 산은 시트르산, EDTA, CyDTA, HEDTA를 포함한다.
시트르산뿐만 아니라 본원에 개시된 조성물에 사용하기에 적합한 다른 다작용성 유기 산은 알루미늄, 구리 및 AlCu 합금에 대한 부식 억제제로서 작용하고, 다른 부식 억제제에 의해 야기된 금속 피팅을 감소시키거나 방지하는 데 유용하다. 다작용성 산이 개시되고 청구된 주제의 조성물에서 부식 억제제로서 작용하더라도, 다작용성 산이 부식 억제제라 칭해지지 않을 것이라는 것에 주목한다. 부식 억제제라는 용어는 하기 상이한 성분을 지칭하도록 사용될 것이다.
개시되고 청구된 주제의 조성물에서의 다작용성 유기 산(니트)의 양은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위의 양을 포함한다: 0.05, 0.07, 0.1, 0.13, 0.15, 0.17, 0.2, 0.23, 0.25, 0.27, 0.3, 0.33, 0.35, 0.37, 0.4, 0.43, 0.45, 0.47, 0.5, 0.53, 0.55, 0.57, 0.6, 0.63, 0.65, 0.67, 0.7, 0.73, 0.75, 0.77, 0.8, 0.83, 0.85, 0.87, 0.9, 0.95, 1.0, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15 및 20. 예를 들어, 하나 이상의 다작용성 유기 산은 개시되고 청구된 주제의 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 0.050 중량% 내지 7.5 중량%, 또는 0.15 중량% 내지 5.0 중량%, 또는 약 0.2 내지 약 4 중량%로 조성물에 존재할 수 있다.
III.
하이드록실아민
개시되고 청구된 주제의 세정 조성물은 하이드록실아민 및/또는 하이드록실아민의 하나 이상의 유도체를 포함한다. 하이드록실아민의 유도체는 치환된 하이드록실아민 및/또는 하이드록실아민의 염 또는 치환된 하이드록실아민의 염을 포함한다. 하이드록실아민은 H2NOH이다.
치환된 하이드록실아민은 하기 기에 의해 표시된다:
상기 식 중, Ra, Rb 및 Rc는 독립적으로 수소; 치환된 또는 비치환된 C1-C6 직쇄 알킬, C4-C6 분지쇄 알킬 또는 C1-C6 사이클릭 알킬, C1-C6 알케닐 기, 또는 C1-C6 알키닐 기; 치환된 또는 비치환된 아실 기, 아미딜 기, 알킬아미노 기, 알킬설포닐 기, 또는 설폰산 기이다. 유용한 화합물의 예는 Ra 및 Rb 중 하나 또는 둘 다가 독립적으로 알킬 기 또는 H이고, Rc가 H일 때, 예컨대 n-이소프로필하이드록실아민, n-메틸하이드록실아민, 디메틸하이드록실아민, n-에틸하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민, n-프로필하이드록실아민, 디프로필하이드록실아민 및 N-tert-부틸-하이드록실아민을 포함한다. Ra 및 Rc가 알킬 기이고, Rb가 H인 하이드록실아민 유도체의 예는 N,O-디메틸하이드록실아민이다. Ra 및 Rb가 H이고, Rc가 알킬 기인 하이드록실아민 유도체의 예는 O-메틸하이드록실아민, O-에틸하이드록실아민 및 O-프로필하이드록실아민이다.
추가로, 하이드록실아민의 염 또는 치환된 하이드록실아민의 염은 개시되고 청구된 주제의 조성물에 사용될 수 있다. 유용한 하이드록실아민의 염 또는 치환된 하이드록실아민의 염은 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 니트레이트, 하이드록실아민 하이드로클로라이드, N-tert-부틸하이드록실아민 하이드로클로라이드, 하이드록실아민 포스페이트, 하이드록실아민 아세테이트, N-(tert-부틸)하이드록실아민 아세테이트, 하이드록실아민 시트레이트, 하이드록실아민, 퍼클로레이트, N-메틸하이드록실아민 하이드로클로라이드를 포함한다.
개시되고 청구된 주제의 조성물에 존재하는 바람직한 하이드록실아민 및/또는 이의 유도체 및/또는 이의 염 또는 이의 혼합물은 하이드록실아민, 및 하이드록실아민의 염, 예컨대 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 니트레이트, 하이드록실아민 포스페이트 및 하이드록실아민 아세테이트이다.
하이드록실아민, 하이드록실아민의 유도체 또는 하이드록실아민의 염 또는 하이드록실아민의 유도체의 염 또는 이의 혼합물은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위 내에서의 총 양으로 상기 조성물에 존재할 것이다: 5, 7, 10, 12, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 38, 40, 43, 45, 48, 및 50. 예를 들어, 상기 조성물은 상기 조성물의 중량에 따라 약 10% 내지 약 45%, 또는 약 12% 내지 약 40%, 또는 약 7% 내지 약 35%, 또는 약 5% 내지 약 30%, 또는 약 20% 내지 약 40%를 포함할 수 있다.
IV.
물
개시되고 청구된 주제의 세정 조성물은 물을 포함한다. 개시되고 청구된 주제에서, 물은 예를 들어 잔류물의 하나 이상의 고체 성분을 용해하기 위한, 성분의 운반체로서, 금속 잔류물의 제거에서의 조제로서, 상기 조성물의 점도 개질제로서 그리고 희석제로서와 같은 다양한 방식으로 작용한다. 바람직하게는, 세정 조성물에 사용된 물은 탈이온(DI)수이다.
물은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위의 양으로 포함된다: 5, 10, 13, 15, 17, 18, 20, 22, 25, 27, 30, 33, 35, 38, 40, 42, 45 및 50, 예를 들어 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 35 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 45 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 33 중량%의 물. 개시되고 청구된 주제의 또 다른 바람직한 실시형태는 다른 성분의 원하는 중량 퍼센트를 달성하는 양으로 물을 포함한다.
V.
부식 억제제
개시되고 청구된 주제의 조성물은 선택적으로 하나 또는 하나 초과의 부식 억제제를 포함한다. 개시되고 청구된 주제에서 유용한 부식 억제제는 페놀 및 페놀의 유도체일 수 있다. 개시되고 청구된 주제에서 유용한 부식 억제제로서의 페놀 유도체의 예는 카테콜, t-부틸 카테콜, 레소르시놀, 피로갈롤, p-벤젠디올, m-벤젠디올, o-벤젠디올, 1,2,3-벤젠트리올, 1,2,4-벤젠트리올 및 1,3,5-벤젠트리올, 갈산 및 갈산의 유도체, 크레솔, 자일레놀, 살리실 알코올, p-하이드록시벤질 알코올, o-하이드록시벤질 알코올, p-하이드록시펜에틸 알코올, p-아미노페놀, m-아미노페놀, 디아미노페놀, p-하이드록시벤조산, o-하이드록시벤조산, 2,4-디하이드록시벤조산, 2-5-디하이드록시벤조산, 3,4 디하이드록시벤조산 및 3,5-디하이드록시벤조산을 포함한다. 개시되고 청구된 주제에서 유용한 페놀 유도체 부식 억제제는 적어도 2개의 하이드록실 기를 가질 수 있다. 갈산의 유도체는 메틸 갈레이트, 페닐 갈레이트, 프로필 갈레이트, 3,4,5 트리아세톡시갈산, 트리메틸 갈산 메틸 에스테르, 에틸 갈레이트 및 갈산 무수물을 포함한다.
부식 억제제는, 단독의 또는 페놀 및 페놀의 유도체 부식 억제제를 포함하는 다른 부식 억제제와 조합된, 트리아졸 화합물일 수 있다. 예시적인 트리아졸 화합물은 벤조트리아졸, o-톨릴트리아졸, m-톨릴트리아졸, p-톨릴트리아졸, 카복시벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 니트로벤조트리아졸 및 디하이드록시프로필벤조트리아졸을 포함한다. 일부 다른 실시형태에서, 부식 억제제는 트리아졸이고, 벤조트리아졸, o-톨릴트리아졸, m-톨릴트리아졸, 및 p-톨릴트리아졸 중 적어도 하나이다.
하나 초과의 부식 억제제는 또한 개시되고 청구된 주제의 조성물에 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 부식 억제제의 하나의 혼합물은 페놀 유도체 타입 부식 억제제의 혼합물, 예컨대 갈산과 카테콜의 혼합물을 포함한다.
개시되고 청구된 주제의 세정 조성물에서의 하나 이상의 부식 억제제의 총 양은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위에 있을 수 있다: 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5. 10, 12, 15, 20, 예를 들어 조성물의 중량에 따라 약 0.1% 내지 약 15%, 또는 약 0.1% 내지 약 10%, 또는 약 1% 내지 약 8%, 또는 약 1.5% 내지 약 5%, 또는 약 0.5% 내지 약 10%, 또는 약 1% 내지 약 12%, 또는 약 1% 내지 약 10%, 또는 약 1% 내지 약 9 중량%.
일부 실시형태에서, 개시되고 청구된 주제의 조성물은 임의의 또는 모든 트리아졸 화합물 또는 임의의 조합으로 상기 열거된 임의의 개별 트리아졸 화합물, 및 임의의 조합으로 상기 열거된 임의의 개별 페놀 및 페놀 화합물의 유도체를 포함하는 조성물에 첨가된 임의의 또는 모든 상기 열거된 추가 부식 억제제가 없거나 실질적으로 없을 것이다.
선택적 성분
다른 실시형태에서, 상기 조성물은 임의의 또는 모든 하이드록실아민, 산화제, 계면활성제, 화학 개질제, 염료, 살생물제, 킬레이트화제, 첨가 산, 및/또는 첨가 염기를 포함하거나 이들이 실질적으로 없거나 없을 수 있다.
A.
수혼화성 용매
개시되고 청구된 주제의 에칭 조성물은 수혼화성 용매를 포함한다. 사용될 수 있는 수혼화성 유기 용매의 예는 N-메틸피롤리돈(NMP), 1-메톡시-2-프로필 아세테이트(PGMEA), 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸 디글리콜, 1,4-부탄디올, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르(예를 들어, 상표명 Dowanol DB 하에 상업적으로 구입 가능), 헥실옥시프로필아민, 폴리(옥시에틸렌)디아민, 디메틸설폭사이드, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올, 글리세롤, 알코올, 설폭사이드, 또는 이들의 혼합물이다. 바람직한 용매는 알코올, 디올, 또는 이들의 혼합물이다.
개시되고 청구된 주제의 일부 실시형태에서, 수혼화성 유기 용매는 글리콜 에테르를 포함할 수 있다. 글리콜 에테르의 예는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜, 모노프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 디프로필렌 모노부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디이소프로필 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 1-메톡시-2-부탄올, 2-메톡시-1-부탄올, 2-메톡시-2-메틸부탄올, 1,1-디메톡시에탄 및 2-(2-부톡시에톡시) 에탄올을 포함한다.
대부분의 분야에 대해, 상기 조성물 중의 수혼화성 유기 용매의 양은 임의의 조합으로 중량 백분율의 하기 목록으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 범위에 있을 수 있다: 0, 0.1, 0.5, 1, 5, 7, 12, 15, 20, 25, 30, 50, 60 및 70. 이러한 용매 범위의 예는 상기 조성물의 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%; 또는 약 0.5 중량% 내지 약 65 중량%; 또는 약 1 중량% 내지 약 50 중량%; 또는 약 0.1 중량% 내지 약 30 중량% 0.5 중량% 내지 약 25 중량%; 또는 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%; 또는 약 1 중량% 내지 약 7 중량%; 또는 약 0.1 중량% 내지 약 12 중량%를 포함한다.
일부 실시형태에서, 개시되고 청구된 주제의 조성물은 임의의 조합의 임의의 또는 모든 상기 열거된 수혼화성 유기 용매, 또는 상기 조성물에 첨가된 모든 수혼화성 유기 용매가 없거나 실질적으로 없을 것이다.
B.
금속 킬레이트화제
세정 조성물에 사용될 수 있는 다른 선택적 성분은 용액 중에 금속을 보유하는 조성물의 역량을 증가시키도록 그리고 금속 잔류물의 용해를 향상시키도록 통상적으로 작용하는 금속 킬레이트화제이다. 이 목적에 유용한 킬레이트화제의 일부 예는 N,N',N'-에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰)산(EDTMP), 살리실산, 8-하이드록시퀴놀린 및 시스테인의 유기 산 및 이의 이성질체 및 염이다.
대부분의 분야에 대해 킬레이트화제는 존재하면 상기 조성물의 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 상기 조성물에 존재할 것이라고 여겨진다.
일부 실시형태에서, 개시되고 청구된 주제의 조성물은 (임의의 조합의) 임의의 또는 모든 상기 열거된 금속 킬레이트화제가 없거나 실질적으로 없을 것이다.
C.
추가적인 선택적으로 포함된 성분 또는 배제된 성분
일부 실시형태에서, 개시되고 청구된 주제의 조성물은 하기의 적어도 하나, 또는 임의의 조합의 하나 초과 또는 모두가 없거나 실질적으로 없을 수 있거나, 상기 조성물에 이미 존재하면 하기의 임의의 추가가 없다: 황 함유 화합물, 브롬 함유 화합물, 염소 함유 화합물, 요오드 함유 화합물, 불소 함유 화합물, 할로겐 함유 화합물, 인 함유 화합물, 금속 함유 화합물, 나트륨 함유 화합물, 칼슘 함유 화합물, 알킬 티올, 유기 실란, 리튬 함유 화합물, 규소 함유 화합물, 산화제, 과산화물, 완충액 종, 중합체, 무기 산, 아미드, 금속 수산화물, 마모제 및 계면활성제.
조성물 pH
개시되고 청구된 주제의 조성물은 약 9 이상, 예컨대 9 내지 14, 9 내지 10, 9 내지 11, 또는 10 내지 12의 pH, 또는 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5 또는 14의 시작점 및 종점을 갖는 범위의 임의의 pH를 가질 수 있다. 추가 기본 성분은 필요하다면 pH를 조정하도록 선택적으로 첨가될 수 있다. pH를 조정하도록 첨가될 수 있는 성분의 예는 아민, 예컨대 1차, 2차, 3차 또는 4차 아민, 또는 1차, 2차, 3차 또는 4차 암모늄 화합물을 포함한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 암모늄염도 상기 조성물에 포함될 수 있다.
첨가될 수 있는 염기의 예는 알킬 기의 모두가 동일한 4차 암모늄 수산화물, 예컨대 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 및/또는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드 및 기타 등등을 포함한다.
염기가 첨가되면, 이것이 원하는 pH를 제공하는 양으로 첨가되는 것으로 여겨진다. 첨가된 양은 0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 및 10의 숫자의 군으로부터 선택된 출발점 및 종점을 갖는 중량 퍼센트 범위에 있을 수 있다. 염기의 범위의 예는 개시되고 청구된 주제의 조성물에 첨가되면 상기 조성물의 중량에 따라 약 0.1% 내지 약 10% 중량 퍼센트 및, 또는 약 0.05% 내지 약 8%, 또는 약 0.01% 내지 약 5%, 또는 약 0.01% 내지 약 2%, 또는 약 0.05% 내지 약 5%일 수 있다.
대안적인 실시형태에서, 상기 조성물은 임의의 조합으로 임의의 첨가된 1차, 2차, 3차 또는 4차 아민, 및/또는 1차, 2차, 3차 또는 4차 수산화암모늄 및/또는 임의의 첨가된 암모늄염이 없거나 실질적으로 없을 수 있다.
사용 방법
본원에 기재된 방법은 필름 또는 잔류물로서 존재하는 유기 또는 금속-유기 중합체, 무기 염, 산화물, 수산화물, 또는 이들의 복합체 또는 조합을 갖는 기판을 기재된 조성물에 노출시키거나 그렇지 않으면 접촉(예를 들어, 차례로 또는 복수의 기판을 수용하도록 크기화된 욕으로 복수의 기판에 의해 침액 또는 분사)시킴으로써 수행될 수 있다. 실제 조건, 예를 들어 온도, 시간 등은 제거되는 재료의 성질 및 두께에 따라 달라진다.
일반적으로, 기판은 약 20℃ 내지 약 90℃, 또는 약 20℃ 내지 약 80℃, 또는 약 40℃ 내지 약 80℃의 범위의 온도에서 접촉되거나 이 개시되고 청구된 주제의 세정 조성물을 함유하는 용기에 침액된다. 상기 조성물에 대한 기판의 노출에 대한 통상적인 시간 기간은 예를 들어 0.1분 내지 90분, 또는 1분 내지 60분, 또는 1분 내지 30분의 범위일 수 있다. 기판은 조성물과 접촉 후 린스되고 이후 건조될 수 있다. 건조는 통상적으로 불활성 대기 하에 수행되고, 스피닝을 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 탈이온수 린스 또는 탈이온수를 다른 첨가제와 함유하는 린스는 기판을 본원에 기재된 조성물과 접촉 전에, 동안에 및/또는 후에 사용될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 유기 용매, 예컨대 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 이소프로필 알코올(IPA)은 기판을 본원에 기재된 조성물과 접촉 전에, 동안에 및/또는 후에 사용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물에 의해 제거된 재료는 회분화된 포토레지스트 및 측벽 중합체, 베일, 펜스 에칭 잔류물, 회분 잔류물 및 기타와 같은 명칭에 의해 당해 분야에 공지된 가공 잔류물을 포함한다. 소정의 바람직한 실시형태에서, 포토레지스트는 본원에 기재된 조성물과 접촉 전에 노출되고 현상되고 에칭되고 회분화된다. 본원에 개시된 조성물은 통상적으로 저-k 필름, 예컨대 HSQ(FOx), MSQ, SiLK 등과 적합하다. 제제는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 티탄 함유 기판의 매우 낮은 부식에 의해 저온에서 포지티브 포토레지스트 및 네가티브 포토레지스트 및 플라스마 에칭 잔류물, 예컨대 유기 잔류물, 유기 금속 잔류물, 무기 잔류물, 금속 산화물, 또는 포토레지스트 복합체를 포함하는 회분화된 포토레지스트를 스트리핑하는 데 효과적일 수 있다. 더욱이, 상기 조성물은 또한 다양한 높은 유전 상수 재료와 적합하다.
실시예
본 개시내용의 더 구체적인 실시형태 및 이러한 실시형태에 대한 뒷받침을 제공하는 실험 결과에 참조가 이제 이루어질 것이다. 실시예는 개시된 대상을 더 완전히 예시하도록 하기에 주어지고, 임의의 방식으로 개시된 대상을 제한하는 것으로 해석되지 않아햐 한다.
개시된 대상의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 개시된 대상 및 본원에 제공된 구체적인 실시예에 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 이와 같이, 하기 실시예에 의해 제공된 설명을 포함하는 개시된 대상이 임의의 청구항 및 이의 등가물의 범위 내에 있는 개시된 대상의 변형 및 변경을 포괄한다는 것이 의도된다.
모든 정제에서, 모든 양은 중량%로 주어지고, 합해져 100 중량%가 된다. 본원에 개시된 조성물은 모든 고체가 용해될 때까지 실온에서 용기에서 성분들을 함께 혼합함으로써 제조되었다.
재료 및 방법
기재된 다양한 제제에 사용된 재료는 상업적으로 구입 가능하고, 달리 기술되지 않는 한 추가의 정제 없이 사용된 성분을 포함한다.
모든 하기 에칭 속도("ER")에서, 70℃에서의 20분의 노출시 측정이 수행되었다. 알루미늄(2% Cu를 함유) 및 티탄 에칭 속도를 결정하는 데 있어서, 와이퍼는 이것에 증착된 알려진 두께의 블랭킷 층을 가졌다. CDE ResMap 273 Four Point Probe를 사용하여 와이퍼의 초기 두께를 결정하였다. 초기 두께를 결정한 후, 시험 와이퍼를 예시적인 조성물에서 액침되었다. 20분 후, 시험 용액으로부터 시험 와이퍼를 제거하고, 처음에 N-메틸-2-피롤리돈 용매로 린스하고 이후 3분 동안 탈이온수로 린스하고, 질소 하에 완전히 건조시켰다. 각각의 와이퍼의 두께를 측정하고, 필요하면, 시험 와이퍼에서 절차를 반복하였다. 이후, 가공 시간에 의해 나눈 두께 변화로부터 에칭 속도를 얻었다.
상이한 용액의 세정 성능을 평가하기 위한 AlCu 금속 라인을 갖는 패턴화된 와이퍼에서 세정 시험을 수행하였다. 패턴화된 와이퍼 스택 정보는 도 1에 도시되어 있다. 모든 기판에 대해 상이한 가공 시간 및 온도에서 400 rpm의 교반으로 기판을 용액에 액침하였다. 예시적인 조성물에 대한 노출 후, 와이퍼(들)를 유기 용매 중간 린스에 의해 린스하고, 여기서 NMP, 이어서 탈이온수를 사용하고, 질소 가스에 의해 건조시켰다. 와이퍼를 에지를 제공하도록 절단하고 이후 와이퍼에서 다양한 미리결정된 위치에 Hitachi SU-8010 주사 전자 현미경검사(SEM)를 사용하여 검사하였고, 결과는 시각적으로 해석되었다.
하기 표 1은 부식 억제제로서 폴리카복실산을 함유하는 제제에 의한 70℃에서의 AlCu 및 W 에칭 속도를 보여준다. 어떠한 폴리카복실산 없이, 알칸올아민 및 하이드록실아민이 용액에 존재할 때 AlCu 에칭 속도는 높았다. 폴리카복실산의 농도 증가에 의해, AlCu 에칭 속도가 감소하였다. W 에칭 속도는 폴리카복실산의 증가에 의해 또한 약간 감소하였다.
하기 표 2는 하이드록실아민 유도체(예를 들어, 하이드록실아민 염)가 사용될 때 폴리카복실산이 W 에칭 속도가 오직 약간 증가하면서 AlCu 에칭 속도를 유의미하게 감소시킬 수 있었다는 것을 보여준다.
하기 표 3은 상이한 폴리카복실산을 사용하여, EDTA가 AlCu 에칭 속도를 감소시킨다는 것을 보여준다.
하기 표 4 및 표 5는 폴리카복실산(2% 시트르산)이 제제에 존재할 때 AlCu 에칭 속도가 더 높은 하이드록실아민 및 물 농도에 의해서도 낮게 있었다는 것을 입증한다. 표 5는 AlCu 에칭 속도에 대한 폴리카복실산 및 하이드록실아민 농도의 효과를 보여준다. 특히, 폴리카복실산 농도가 0.5 중량% 내지 2.5 중량% 이하일 때 AlCu 에칭 속도가 낮을 수 있다는 것이 입증된다.
하기 표 6 및 표 7은 카테콜 및 갈산이 제제에 부식 억제제로서 포함될 때에도 시트르산의 첨가가 여전히 AlCu 에칭 속도를 감소시켰다는 것을 보여준다. 30% 초과의 물 농도의 증가는 이들 제제에 대해 AlCu 에칭을 증가시키는 것으로 보였다.
하기 표 8은 패턴 와이퍼에 대해 세정 시험을 하기 위해 사용된 제제를 열거한다. 패턴화된 와이퍼 구조는 도 1에 도시되어 있다. 세정 전에, 포토레지스트 층 및 에칭 후 잔류물은 금속 라인의 표면에서 명확히 관찰되었다.
하기 표 9는 70℃에서 30분 동안 세정 후 모든 포토레지스트 층 및 에칭 후 잔류물이 모든 3개의 제제에 대해 완전히 세정되었다는 것을 보여준다. 이들 제제들 중에서, 실시예 28은 70℃에서 10분 동안 최고의 세정 성능을 보여주었다. 특히, 실시예 28 제제는 70℃에서 10분 후 포토레지스트 층 및 에칭 후 잔류물을 완전히 제거하였지만, 실시예 27은 70℃에서 10분 후 에칭 후 잔류물뿐만 아니라 전체 포토레지스트 층을 세정할 수 있었다.
하기 표 10에 기재된 것과 같이, 실시예 28은 공지된 상업적으로 구입 가능한 하이드록실아민 함유 용액과 비교하여 욕 내구 시험 동안 예상된 용액 중량 소실보다 낮았다. 이 시험에 대해, 100 g의 실시예 28 용액은 개방 비이커에서 70℃ 및 400 rpm에서 가열되고, 중량 소실은 시간에 걸쳐 기록되었다. 실시예 28은 표 10에 기재된 중량을 소실하였고, 이는 공지된 하이드록실아민 함유 용액에 대한 결과와 비교하여 예상된 증발 속도의 대략 절반이었다.
하기 표 11은 욕 내구 시험의 세정 성능을 보고한다. 4 시간 욕 내구 시험 동안, 증발된 용액은 물 또는 새로운 실시예 28 용액에 의해 보충되었다. 이후, 세정 성능은 70℃에서 30분 동안 용액과 접촉 후 패턴화된 와이퍼에서 평가되었다. 표 11이 보여주는 것처럼, 세정 성능 및 AlCu 금속 라인은 실시예 28에 대한 물 또는 용액 보충에 의해 영향을 받지 않았다.
하기 표 12는 20 중량%의 첨가된 물에 의한 실시예 28의 희석 및 70℃에서 30분 동안 와이퍼를 용액에 접촉(즉, 실시예 28의 비이커에서 와이퍼 조각을 침지) 후 패턴화된 와이퍼에 대한 세정 성능의 평가의 결과를 보고한다. 이 시험은 실시예 28이 물에 의해 희석될 때에도 이의 세정 성능 및 낮은 AlCu 에칭 속도를 유지시킬 수 있다는 것을 보여준다.
결과
개시되고 청구된 주제의 조성물 및 방법은 대부분 또는 바람직하게는 반도체 기판으로부터 포토레지스트 및 잔류물을 완전히 세정하였고, 70℃에서 10 Å/분 이하, 또는 8 Å/분 이하, 또는 6 Å/분 이하, 또는 2 Å/분 이하, 또는 1.5 Å/분 이하의 AlCu 에칭 속도를 제공하였다. 추가로, 개시되고 청구된 주제의 조성물 및 방법은 추가적으로 70℃에서 10 Å/분 이하, 또는 8 Å/분 이하, 또는 6 Å/분 이하, 또는 2 Å/분 이하, 또는 1.5 Å/분 이하의 W, Ti, 및 TiN 에칭 속도를 제공하였다.
개시되고 청구된 주제이 소정의 정도의 특정성으로 기재되고 예시되어 있지만, 본 개시내용이 오직 예의 방식으로 이루어지고, 단계의 조건 및 순서에서 많은 변경이 개시되고 청구된 주제의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 유예될 수 있다고 이해된다.
Claims (48)
- 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물로서,
(i) 적어도 하나의 알칸올아민;
(ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물;
(iii) 적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산; 및
(iv) 물
을 포함하는 것인, 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물. - 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물로서,
(i) 적어도 하나의 알칸올아민;
(ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물;
(iii) 적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산; 및
(iv) 물
로 본질적으로 이루어지는 것인, 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물. - 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물로서,
(i) 적어도 하나의 알칸올아민;
(ii) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물;
(iii) 적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산; 및
(iv) 물
로 이루어지는 것인, 마이크로전자 장치 또는 반도체 기판을 세정하기 위한 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 적어도 2개의 알칸올아민을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 적어도 3개의 알칸올아민을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 2개의 알칸올아민으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 3개의 알칸올아민으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 하기 구조를 갖는 것인, 조성물:
상기 식 중, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로
(a) 수소,
(b1) C1-C20 직쇄 알킬 기,
(b2) C4-C20 분지쇄 알킬 기,
(b3) C3-C20 사이클릭 알킬 기;
(c) 비치환된 C2-C20 알킬 에테르 기;
(d) C1-C20 알칸올 기;
(e) -OH 기로 치환된 C2-C20 알킬 에테르 기로부터 선택되고;
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 (d) 또는 (e)이어야 한다. - 제8항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 (c) 또는 (e)를 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 모노에탄올아민(MEA), 아미노에톡시에탄올, 메탄올아민, N-메틸 에탄올아민, N-에틸 에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, N-메틸 디에탄올아민, N-에틸 디에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민(TEA), 3차부틸디에탄올 아민, 이소프로판올아민, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-부탄올, 이소부탄올아민, 2-아미노-2-에톡시프로판올, 2-아미노-2-에톡시에탄올, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 아미노에톡시에탄올, 2-아미노-2-에톡시프로판올, 2-아미노-2-에톡시에탄올, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 알칸올아민은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 N-이소프로필하이드록실아민, N-메틸하이드록실아민, 디메틸하이드록실아민, N-에틸하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민, N-프로필하이드록실아민, 디프로필하이드록실아민 및 N-tert-부틸-하이드록실아민, N,O-디메틸하이드록실아민, O-메틸하이드록실아민, O-에틸하이드록실아민, O-프로필하이드록실아민, 하이드록실아민 설페이트, 하이드록실아민 니트레이트, 하이드록실아민 하이드로클로라이드, N-tert-부틸하이드록실아민 하이드로클로라이드, 하이드록실아민 포스페이트, 하이드록실아민 아세테이트, N-(tert-부틸)하이드록실아민 아세테이트, 하이드록실아민 시트레이트, 하이드록실아민, 및 퍼클로레이트, N-메틸하이드록실아민 하이드로클로라이드 중 하나 이상을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민, 하이드록실아민 설페이트 및 하이드록실아민 포스페이트 중 하나 이상을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민으로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민 설페이트를 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민 설페이트로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물은 하이드록실아민 설페이트로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 옥살산, 말론산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 시트르산, (에틸렌디니트릴로)테트라아세트산(EDTA), 부틸렌디아민테트라아세트산, (1,2-사이클로헥실렌디니트릴로-)테트라아세트산(CyDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DETPA), 에틸렌디아민테트라프로피온산, (하이드록시에틸)에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), 1,3-디아미노-2-하이드록시프로판-N,N,N',N'-테트라아세트산(DHPTA), 메틸이미노디아세트산, 프로필렌디아민테트라아세트산, 니트롤로트리아세트산(NTA) 및 프탈산 중 하나 이상인 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 시트르산, EDTA 및 CyDTA 중 하나 이상인 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 시트르산을 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 시트르산으로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 시트르산으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 EDTA를 포함하는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 EDTA로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 다작용성 유기 산은 EDTA로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (v) 적어도 하나의 부식 억제제를 추가로 포함하는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 페놀 또는 페놀 유도체 또는 이의 혼합물 또는 트리아졸 또는 트리아졸의 혼합물 또는 페놀 또는 페놀 유도체와 트리아졸의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산 중 하나 또는 둘 다로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산 중 하나 또는 둘 다로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산을 포함하는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산으로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜 및 갈산으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜을 포함하는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 카테콜로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 갈산을 포함하는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 갈산으로 본질적으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서, 적어도 하나의 부식 억제제는 갈산으로 이루어지는 것인, 조성물.
- 제31항에 있어서,
(a) 적어도 3개의 알칸올아민(i)은 모노에탄올아민, 이소프로판올아민 및 2-(2-아미노에톡시)에탄올을 포함하고;
(b) 적어도 하나의 하이드록실아민 또는 하이드록실아민의 유도체 또는 이들의 혼합물(ii)은 하이드록실아민 및 하이드록실아민 설페이트 중 하나를 포함하고;
(c) 적어도 2개의 카복실산 기를 갖는 적어도 하나의 다작용성 유기 산(iii)은 시트르산을 포함하고;
(d) 적어도 하나의 부식 억제제(v)는 카테콜 및 갈산 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 조성물. - 제45항에 있어서, 상기 조성물은 pH가 대략 9.5 내지 대략 10.6인, 조성물.
- 제45항에 있어서, 상기 조성물은 pH가 대략 10인, 조성물.
- 반도체 기판을 세정하는 방법으로서,
(i) 상기 기판을 제1항 내지 제47항 중 어느 한 항의 조성물과 접촉시키는 단계; 및
(ii) 상기 기판을 린스하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
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