TWI293646B - Semiconductor process residue removal composition and process - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1293646丨 A7 厂 ___B7_ 五、發明説明(1 ) 發明節圍 本發明大體上係有關於自半導體基材移除有機、有機 金屬及/或金屬殘餘物之淸除組成物及方法,亦有關於可用 以對經選定之金屬基材施加經控制及預定之蝕刻速率。更 詳言之’本發明係關於含2-碳原子鏈烷醇胺類,詳言之2-(2-胺乙基胺基)·乙醇(AEEA),之組成物,其於移除半導體 裝置製造殘餘物及於複數個實施例中自半導體型基材移除 預定之小量基材係有用的。本發明亦包含使用本發明組成 物以淸除及/或蝕刻基材,詳言之包含經曝光之鋁、鈦、銅 、鎢及/或其合金之方法。 當積體電路製造變得更複雑且於矽或其他半導體晶圓 上製造之電路元件尺寸變得更小時,用以移除由此等材料 .所形成之殘餘物的技術必需持續之改良。 爲移除正性光阻劑及負性光阻劑已經硏發出許多配方 。光阻劑包含聚合材料,可能由烘烤而交連或變硬。因此 ,簡單之溶劑組合常常就能移除光阻劑,然而時間及溫度 欲迫使該產業於該製程中使用稍具侵略性之化合物。 早期用於移除光阻劑及其他基材層之組成物大部分係 高度可燃性的。另外,反應性溶劑混合物可能具有不欲程 度之毒性且通常對人類及環境皆爲有害。再者,此等組成 物不僅有毒,其廢棄處理亦係昂貴的,因爲其必須當作有 害廢棄物處置。另外,通常此等先前技藝之組成物大部分 皆具有嚴格限制之液浴壽命,無法回收或再利用。 1 986年,十月14日准予李藍斯基之美國專利案號 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-4 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1293646 A7 ___B7 _五、發明説明(2 ) 4,617,251揭示聚合樹脂移除用之溶液,該溶液包含2至98% 之有機極性溶劑及2至98%之胺,詳言之AEEA,2-(2-胺乙基 胺基)-乙醇(DGA)或其混合物。該專利揭示該配方甚至對經 暴露於高達20CTC之溫度烘烤30分鐘之光阻劑亦有效。該專 利建議可添加高達50%水或更多,亦可添加潤濕劑及表面活 性劑。 其他用以移除光阻劑之先前技藝組成物包含溶於水之 無機鹼及用於正性光阻劑之極性有機溶劑。極性有機溶劑 通常係於溫度50°C以下使用。溶於水之烷醇胺類可用於最 多類型之光阻劑。 另外,因爲此等組成物之毒性成分之中許多係高度揮 發且經過過度地高蒸發速率,於儲藏及使用該組成物時該 .等組成物必須採取對特定人士及對環境之安全防護措施。 有些位置可以將光阻劑換成不同之組成物,例如藉由 蝕刻,將其摻入更換之光阻劑中,有些經常更換之基材亦 ‘同。例如,氧電漿氧化經常用於移除使用後之光阻劑或其 他聚合材料,於該製程期間即已完成。典型地此等高能量 方法將造成製程中形成之結構側壁上有機金屬及其他殘餘 物之形成,例如金屬氧化物。其他蝕刻,包含導引能量及/ 或化學蝕刻之使用,將殘留不同類型之殘餘物,例如有機 金屬化合物及./或金屬氟化物,其可能要或不需要蝕刻以形 成圖形,可能尙殘留其他類型之殘餘物。此等殘餘物必須 移除且不得實質上改變底下之基材。 美國專利案號6,372,050揭不用以自含5至50%溶劑之基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 " ' -5- ^ -I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂
1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明(3 ) 材淸潔殘餘物的組成物’該溶劑係選自M-甲基-2-吡啶酮 (NMP)、二甲基亞硕(DMSO)、N,N-二甲基乙醯胺及其他許多 之特定基團;10至90%選自二乙二醇胺(DGA)、一乙醇胺 (MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、AEEA及其混合 物之烷醇胺;0.1至10%選自甲酸、乙酸、苯二甲酸、水楊 酸、草酸及其他許多之羧酸;及1至40%水。 各種金屬及其他層通常皆可用於積體電路製造,包含 鋁、鋁/矽/銅、銅、鈦、氮化鈦、鈦/鎢、二氧化矽、多晶 矽等。此等不同層之使用造成高能量方法中不同有機金屬 殘餘物之形成。再者,幾乎總是至少二種,於某些情況中 外層上欲淸潔之基材類型多於兩種以上。淸潔組成物經常 設計使與暴露於淸潔組成物之單一基材相容。 EKC科技公司(後文稱爲「EKC」),本申請案之受讓人 ,已經開發並販售各種殘餘物移除組成物及適用於積體電 路製造之方法。此等組成物及方法對於自積體電路製造之 基材移除光阻劑、聚醯亞胺或其他聚合層亦係有用的,且 EKC已開發出各種組成物及方法,具體而言用以自積體電 路製造之基材移除此等聚合層。另外,EKC已開發各種組 成物及方法依控制速率自基材表面選擇性地移除指定之基 材組成物。 2002年,四月9日准予李等人之美國專利案號6,367,486 ,命名爲乙二胺四醋酸或其銨鹽半導體製程殘餘物移除方 法; 2001年,十一月6日准予史莫爾等人之美國專利案號 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(4 ) 6,313,039,命名爲化學機械抛光之組成物及方法, 2001年,八月21日准予李等人之美國專利案號 6,276,372,命名爲使用羥胺-沒食子酸組成物之方法; 2〇〇1年,六月26日准予史莫爾等人之美國專利案號 6,251,150,命名爲漿液組成物及使用該漿液組成物之化學 機械拋光方法; 2〇〇1年,六月19日准予史莫爾等人之美國專利案號 6,248,704,命名爲淸潔半導體裝置之有機及電漿鈾刻殘餘 物用的組成物; 2001年,六月5曰准予李等人之美國專利案號6,242,400 ,命名爲用羥胺及烷醇胺洗滌基材之光阻劑的方法; 2001年,五月22日准予陳等人之美國專利案號 .6,235,693,命名爲淸潔半導體裝置之有機及電漿蝕刻殘餘 物用的內醯胺組成物; 2001年,二月13日及四月24日皆准予李等人之美國專利 案號6,187,730及6,221,818,命名爲使用羥胺-沒食子化合物 及其製法; 2〇〇〇年,十二月5日准予史莫爾等人之美國專利案號 6,1 56,661,命名爲後淸潔處理; 2〇〇〇年,十月31日准予李等人之美國專利案號 6,140,287,命名爲移除鈾刻殘餘物用之淸潔組成物及其使 用方法; 2〇〇〇年,九月19日准予李等人之美國專利案號 6,1 21,217,命名爲烷醇胺半導體製程殘餘物移除組成物及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1293646 A 7 _B7 _ 五、發明説明(5 ) 方法; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2〇〇〇年,十二月12日准予史莫爾等人之美國專利案號 6,1 17,783,命名爲化學機械拋光組成物及其製法; 2000年,八月29日准予李等人之美國專利案號 6,110,88 1,命名爲含親水性胺且具有還原及氧化能力之化 合物的淸潔液; i 999年,十二月14日准予李等人之美國專利案號 6,000,41 1,命名爲移除蝕刻殘餘物用的淸潔組成物及其使 用方法; 1999年,十一*月9日准予史旲爾等人之美國專利案號 5,981,454,命名爲包括有機酸及羥胺之後淸潔處理組成物 t 1999年,六月15日准予李等人之美國專利案號 5,911,835,命名爲移除蝕刻殘餘物之方法; 1999年,五月11日准予李等人之美國專利案號 5,902,780,命名爲移除蝕刻殘餘物用的淸潔組成物及其使 用方法; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1999年,四月6日准予派卡苗等人之美國專利案號 5,891,205,命名爲化學機械拋光組成物; 1997年,十二月30日准予李等人之美國專利案號 5,672,577,命名爲移除含羥胺、烷醇胺及螯合劑之蝕刻殘 餘物用的淸潔組成物; 1996年,一月9日准予李等人之美國專利案號5,482,566 ,命名爲使用含羥胺組成物移除鈾刻殘餘物用的方法; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -8- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(6 ) 1995年,三月21日准予李等人之美國專利案號 5,399,464,命名爲三胺型正性光阻劑洗滌組成物及離子植 入後烘烤; 1995年,一月17日准予李等人之美國專利案號 5,381,807,命名爲使用羥胺及烷醇胺洗滌基材之光阻劑的 方法; 1994年,八月2日准予李等人之美國專利案號5,334,332 ,命名爲移除蝕刻殘餘物之淸潔組成物及其使用方法; 1994年,一月18日准予李等人之美國專利案號 5,279,77 1,命名爲包括羥胺及烷醇胺之洗滌組成物; 1 9 89年,四月25日准予李等人之美國專利案號 4,824,7 63,命名爲三胺型正性光阻劑洗滌組成物及預烘烤 方法;以及 1 983年,七月26日准予李等人之美國專利案號 4,395,348,命名爲光阻劑洗滌組成物及方法; 以上所有揭示內容皆倂於本文中供參考之用。此等組 成物已達到積體電路製造應用之實質成效。 美國專利案號 5,997,658揭示用以移除光阻劑及蝕刻殘 餘物之移除劑,包含水、胺及含苯並三唑、沒子食酸或該 二者之蝕刻抑制劑。 由於積體電路產業持續致力於降低關鍵尺寸的結果, 例如次微米大小之裝置、蝕刻殘餘物移除及基材與用於濕 式加工之化學藥品的相容性於極大型積體電路(VLSI)及超大 型積體電路(ULSI)加工時獲得可接受之產量變得越來越重要 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -9- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7五、發明説明(7 ) 。欲將蝕刻移除殘餘物之效率調整至極大程度,端視表面 或欲蝕刻材料之組成物,還有其他許多變數因太多而未提 及。通常此·等蝕刻殘餘物之組成物主要由經蝕刻基材組成 、底下之基材、經蝕刻及/或灰化之光阻劑及經蝕刻之氣體 。具有濕潤化學藥品之晶圓與基材之相容性高度仰賴於該 多晶矽、多層次內部互連介電層及薄膜沉積金屬化之加工 、蝕刻及該晶圓之鈾刻後處理。與另一種組成物之加工條 件之製程經常極不相同,使得難以應用特定之組成物以獲 得有效之殘餘物移除及基材相容性。例如,若干組成物對 特定金屬基材會產生腐蝕,例如包含鈦金屬層者。因此駄 變得更廣泛地用於半導體製程。使用鈦當作阻障層以防止 特定原子之電遷移且於其他金屬表面上當作抗反射層或折 射金屬層。欲使用而具有此等能力,該層經常係極薄的, 且淸潔作業期間之腐蝕或蝕刻可能會折損使用該層之目的 0 發現羥胺(HA)配方,例如美國專利案號 6,3 1 3,039 ; 6,251,150及6,1 1 7,783所述之化學機械蝕刻法中使用之蝕刻 劑,係有用於基材之移除。 羥胺配方亦有用於移除光阻劑,例如美國專利案號 5,279,77 1及5,381,807中揭示的,說明含羥胺、烷醇胺及視 情況需要而添加之極性有機溶劑配方。羥胺於移除蝕刻殘 餘物亦係有用的,例如美國專利案號5,334,332中,揭示含 羥胺、烷醇胺、水及螯合劑之配方。已經設計用於移除殘 餘物之含羥胺配方對金屬係侵蝕性的’詳言之對於鈦薄膜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -10- 1293646 A7 B7 五、發明説明(8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及於更具侵蝕性之加工條件下對鋁膜具有侵蝕性。 結果,開發各種配方以控制腐蝕。鈦之侵蝕可藉由使 用不同之螯合劑而緩和,例如,美國專利案號 6,276,372中 揭示的,及/或例如,美國專利案號 6,121,217中揭示藉由 選擇一類具有2碳鏈結之烷醇胺。其他配方,例如,美國專 利案號 6,276,372、6,221,818及6,1 87,730中揭示的,揭示含 沒食子化合物(相對於兒茶酚)及醇胺之羥胺配方;美國專利 案號 6,242,400,揭示含醇胺及極性有機溶劑之羥胺配方; 美國專利案號 6,1 56,66 1及5,981,454,分別揭示含有機酸之 經緩衝羥胺配方;美國專利案號6,140,287及6,000,41 1,分 別揭示含烷醇胺及螯合劑之羥胺配方;美國專利案號 6,1 21,217,揭示含羥胺及沒食子酸或兒茶酚之羥胺配方; 美國專利案號6,110,881,揭示含有機溶劑、水及螯合劑之 羥胺配方;美國專利案號5,911,835,揭示含有機溶劑、水 及螯合劑之親水性胺化合物配方;以及美國專利案號 5,902,780、5,672,577及5,482,5 66,各別揭示含烷醇胺、水 及二羥基苯螯合劑之羥胺配方。 准予彼德等人之美國專利案號5,997,658揭示用於特定 銅或鈦基材之不含羥胺光阻劑洗滌及淸潔組成物,含約70 至85重量%烷醇胺、約0.5至2.5重量%苯並三唑、約0.5至2.5 重量%沒食子酸,其餘係水。烷醇胺包含N-甲基乙醇胺 (NMEA)、一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺、一、二及三異丙醇 胺、2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、2-(2-胺乙氧基)-乙醇、三乙醇 胺等。該烷醇胺較佳係N-甲基乙醇胺(NMEA)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -11 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(10) 混合物之最低溫度。該閃光點越低,該材料越易點燃。例 如,汽油之閃火點爲-40°C,因此比閃光點爲111°C (232 °F ) 之乙二醇更易燃。可與水混溶之可燃性液體與水混合時可 能提高或降低閃光點。混合物之閃光點經常與具有最低閃 光點之液體歸爲同類。 先前技藝中曾揭示限制加工溫度之問題。准予瓦德之 美國專利案號 5,419,779揭示藉由施用約62重量%之MEA、 約19重量%之HA、含沒食子酸與沒食子酸酯之腐蝕抑制劑 及水組成之組成物移除有機塗層之方法。此等專利將操作 溫度限制於40 °C及75 °C之間。MEA之閃光點之閃光點係93 °C。然而,製造者典型地於高溫下使用洗滌劑及殘餘物移 除劑以加速殘餘物,詳言之聚合物之移除。 即使該組成物保持於其閃光點以下,總無法隨著時間 使低沸點化合物先餾出該洗滌劑或殘餘物淸潔劑。該組成 物可能會隨時間而改變,因爲使用時其經常於操作溫度下 存放達數天之久。於許多例子中,當特定成分自該混合物 餾出時混合物之閃光點隨即改變。當該成分之量改變時, 配方之淸潔及基材蝕刻特徵將隨而改變。 若干製造者提供含一或多種於操作溫度存放該殘餘物 移除劑時會隨時間喪失之成分的補充溶液。因爲低沸點溫 度之有機物會先喪失且此等低沸點溫度之有機物具有比高 沸點溫度有機物較低之閃光點,因此典型地該補充配方具 有極低之閃光點。添加該補充溶液之過程期間,該系統可 能有局部區域之溫度超過該液體之閃光點,會造成危險的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明(11 ) 情況。有利地,本發明之指定實施例之補充溶液本質上係 由水及視情況需要而添加之羥胺及/或羥胺衍生物所組成物 。該補充溶液較佳實質上不含烷醇胺及極性有機溶劑,視 情況需要而添加螯合劑及/或腐鈾抑制劑。 大部分殘餘物移除劑之蝕刻速率隨著加工溫度之提高 而增加。若干製造者建議於低溫,例如30 °C,時使用配方 以提供”正常”操作溫度時之低蝕刻速率。較低之溫度於可施 行之加工時間內,無法提供可能包含聚合材料之較強韌殘 餘物以適合之移除。 爲能夠淸除許多溶劑及其他之有機物,殘餘物移除劑 中可能使用高度反應性成分。含氟組成物可能用於氧化物 蝕刻殘餘物。此等使得混合物能有較高之閃光點,若干例 子中超過105 °C。然而,發現於市售之有限配方中,於環境 溫度下,鋁及鈦蝕刻速率爲3至6A/分鐘。因此,較高之溫 度並無法用於此等配方之實行。 最後,可能有多於一種基材暴露於淸潔劑之下。許多 淸潔劑配方對一基材具有經降低之蝕刻活性但對其他基材 具有不良之蝕刻活性。不同之蝕刻速率經常會產生不欲之 結果。 因此,本發明之一目的在於提供一群克服上述及其他 所述先前技藝問題之光阻劑及殘餘物移除組成物。本發明 之另一目的在於使用此等適於現代半導體製造需求之組成 物提供經改良之殘餘物移除用的組成物。本發明之另一目 的在於提供適於上述目的之方法。如本文所述,搭配實施 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -14 - 1293646 ’ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(12) 例及申請專利範圍,審視以下本發之更詳細說明之後,由 於前述及相關目的之達成,本發明之優點及特徵對於熟於 此藝之士所而言將更加顯然而見。 本發明之一實施例係能有效移除例如,電漿蝕刻,之 蝕刻製程後之光阻劑及蝕刻殘餘物,其係於矽晶圓上製造 積體電路及相似之製程期間產生之不欲副產物,以及光阻 劑或其他不欲之材料,但不會侵蝕底下之不同基材金相及 積體電路製造時使用之絕緣層之殘餘物移除組成物。 本發明之一實施例係能有效移除殘餘物,例如,電漿 蝕刻,之鈾刻製程後之光阻劑及蝕刻殘餘物,之殘餘物移 除組成物,該殘餘物可能係於半導體晶圓上製造積體電路 期間產生之不欲副產物,但該組成物不會侵略性地攻擊底 下之用於積體電路製造之鈦及/或鋁。 本發明之一實施例係殘餘物移除組成物,用作蝕刻劑 或用作殘餘物移除劑/鈾刻劑時,除了淸潔任何殘餘物之外 ’亦能於各種基材上提供經控制之緩慢蝕刻速率。 本發明之一具體例係殘餘物移除組成物,用作鈾刻劑 或用作殘餘物移除劑/蝕刻劑時,除了淸潔任何殘餘物之外 ’亦能於各種基材上提供經控制之緩慢蝕刻速率,其中不 同金屬組成物之蝕刻速率實質上係相同的,或一定量之相 異。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及蝕刻 殘餘物,之殘餘物的殘餘物移除組成物,且該組成物於較 高溫度下使用時,亦即高於70 °C,較佳高於90 °C,於若干 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(13) 例子中大於110°c,對於各種金屬基材具有低蝕刻速率。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及蝕刻 殘餘物,之殘餘物的殘餘物移除組成物,且於較高溫度存 放及使用時,該組成物具有低配方損失及低組成物變化(除 水及若干情況中之羥胺以外)之優點。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及蝕刻 殘餘物,之殘餘物的殘餘物移除組成物,且該組成物具有 超過115°C之閃光點,較佳超過125°C,例如超過130°C。本 發明之另一實施例係能有效移除例如光阻劑及蝕刻殘餘物 之殘餘物移除組成物且包含低於10%,較佳低於5%,更佳實 質上不含閃光點低於11 5 °C之成分,較佳低於125 °C,例如 低於130°C。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及蝕刻 殘餘物,之殘餘物的殘餘物移除組成物,且該組成物包含 低於10 %,較佳低於5 %,更佳實質上不含沸點低於約19 9 °C 之有機成分,較佳低於約215°C,例如低於約235°C。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及t虫亥!1 殘餘物,之殘餘物的殘餘物移除組成物,且該組成物包含 低於10%,較佳低於5%,更佳實質上不含沸點非介於約199 °(:及290艺之間的有機成分,較佳非介於約215°C及290°C之 間。 本發明之一實施例係能有效移除,例如光阻劑及蝕刻 殘餘物’之殘餘物的殘餘物移除組成物,且該組成物包含 低於10%,較佳低於5%,更佳實質上不含沸點非介於約235 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -16- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(14) °C及260°C之間的有機成分。 本發明之一實施例係一群含AEEA之殘餘物移除組成 物且該組成物能有效移除殘餘物,例如光阻劑及蝕刻殘餘 物,同時比其他不同於AEEA之烷醇胺的相似組成物對鈦 及/或鋁基材具有較不具侵蝕性。 本發明之一實施例係一群包含AEEA且以溶劑爲主之 殘餘物移除組成物且該組成物能有效移除殘餘物,例如光 阻劑及蝕刻殘餘物,同時對各種金屬及介電物質係有用的 ,其中該淸潔組成物之閃光點係大於約1 20°C,較佳大於約 125°C,更佳大於約130°C。 本發明之一實施例係一群包含AEEA且以溶劑爲主之 殘餘物移除組成物且該組成物能有效移除殘餘物,例如光 阻劑及蝕刻殘餘物,同時對各種金屬及介電物質係有用的 ,其中該淸潔組成物之閃光點係大於約120°C,較佳大於約 125°C,更佳大於約130°C。另一實施例係淸潔半導體基材 之聚合材料、蝕刻殘餘物或該二者之方法,該方法包含於 溫度介於約90°C及約120°C之間的製程中使用前述該群以溶 劑爲主之殘餘物移除組成物。 本發明之一實施例係一群包含AEEA且以溶劑爲主之 殘餘物移除組成物且該組成物能有效移除殘餘物,例如光 阻劑及蝕刻殘餘物,同時對各種金屬及介電物質係有用的 ,其中該淸潔組成物之閃光點係大於約125 °C。羥胺未載明 其閃光點。 本發明之另一實施例係能有效移除殘餘物,例如光阻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -17- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(15) 劑及蝕刻殘餘物,之多成分殘餘物移除組成物且該組成物 包含低於10%,較佳低於5%,更佳實質上不含具有沸點介於 約220 °C及約25 0 °C之間的揮發性有機成分。用於此等目的 時並未將羥胺視爲揮發性有機成分。 本發明之另一實施例係一群以預定速率蝕刻各種基材 之殘餘物移除劑,例如以將近相同之速率蝕刻錦、鈦、鎢 及其合金。 本發明之另一實施例係一群以預定速率蝕刻各種基材 之殘餘物移除劑,例如以可與化學機械蝕刻溶劑相比擬之 速率蝕刻鋁,但對於其他經選擇之金屬,例如鈦及其合金 ,並不具侵蝕性。 本發明之另一實施例係適於移除晶圓及其他含一或多 種金屬或金屬合金層之基材的殘餘物且對此等層無實質上 侵蝕之組成物及方法。 根據本發明之殘餘物移除及/或蝕刻組成物包含2-(2-胺 乙基胺基)-乙醇,於金屬基材或層之標準加工條件下係具有 高沸點、較高閃光點及較低(於若干情況中,非既定的)蝕刻 速率之烷醇胺化合物。 於本發明若干實施例中,此等及相關目的之達成可經 由使用2-(2-胺乙基胺基)-乙醇鹼上添加取代基之2-(2-胺乙 基胺基)·乙醇衍生物殘餘物移除及/或蝕刻組成物而實現。 根據本發明,用以移除基材之殘餘物及/或蝕刻基材上 之金屬或金屬合金的方法包含使該基材與含二碳原子鏈結 烷醇胺化合物,詳言之2-(2-胺乙基胺基)-乙醇,之組成物於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(17 ) 染物,亦即,低於10 ppm之金屬及金屬離子。 使用前述之片語時,該組成物完全不含任何後文中明 確述及之外加元素,或至未包含該外加元素達到會影響該 組成物之效力、可存放性、使用安全性或安定性之用量。 無論任何情況,除非另加指定,通常化合物不得以多 於一本發明組成物列舉之元素爲其特徵。如果化合物可以 ’例如,該組成物之二列舉實施例爲其特徵,本文之此等 化合物將可以該二列舉元素其中之一爲其特徵,但不得同 時以該二者爲其特徵。同時,該等區分必須以該組成物中 該化合物之含量爲基準。例如,兒茶酚或沒食子酸可能主 要以「高」濃度,亦即約0.5 %至20%,用作腐蝕抑制劑,或 主要以「低」濃度,亦即數ppm至0.5重量之範圍,用作金 屬螯合劑。 如本文中使用的,羥胺及羥胺衍生物並未視爲有機的 ,儘管經取代之羥胺上可能出現有機取代物。 根據本發明較佳實施例之組成物包含AEEA。 於本發明之另一實施例中,根據本發明實施例之組成 物包含AEEA之衍生物,其中該衍生物係以一或複數個極 性及/或非極性部分對AEEA鹼進行取代而獲得之衍生物。 該AEEA及/或AEEA衍生物之用量可能係約1%至約 99%的,儘管用量大多約10%至85%。由各AEEA範圍獲得本 文中所述之各種組成物,AEEA用量屬於該範圍之上半部者 係「高AEEA」之實施例,而AEEA用量屬於該範圍之下半 部者係「低AEEA」之實施例。大體而言,對於經選定之基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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-20- 1293646 A7 ___B7_五、發明説明(18) 材’詳言之鋁及鈦,越高之AEEA實施例具有比低AEEA實 施例更低的蝕刻速率。於大部分實施例中,此等組成物亦 包含其他實施例,詳言之極性有機溶劑、水、烷醇胺、羥 胺、螯合劑及/或腐蝕抑制劑。 較佳的烷醇胺係二碳原子鏈結烷醇胺。適用包含於本 發明之一般性二碳原子鏈結烷醇胺化合物具有以下之結構 式,
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裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中R!、R!’、R2、H R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 :其中Z係含有此式-(-Q-CRiRi、CR2R2’-)m-之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及-OR3基 團之間沒有原子),R!、R!’、112及R2’可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含Ci-C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式CH'CH’-Z-F之基團,F係-0-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R〆、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、 R!、R!,、R2、R2,及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C?雜環。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " -21 - 訂
1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(19 ) 於較佳實施例中,該組成物包含二碳原子鏈結烷醇胺 化合物,其中係大於或等於1。於另一較佳實施例中,該 組成物包含二碳原子鏈結烷醇胺化合物,其中m係1且R:、 R/、R2、R2’及R3皆爲氫或CVC4之線性的或分支的碳氫化 合物。於更佳之實施例中,該組成物包含二碳原子鏈結烷 醇胺化合物,其中m係1 ; Rt、R/、R2、H R3皆爲氫或 CVC4之線性的、分支的碳氫化合物;且Q係-NR3。於最佳 之實施例中,該組成物包含二碳原子鏈結烷醇胺化合物, 其中m係1 ; R!、R/、R2、R2’及R3皆爲氫;X及Y係各別 獨立之氫或線性的或分支的Ci-C%之碳氫化合物;且Q係-NH、-NCH3-或-N[(C2-C〇線性的或分支的碳氫化合物]-。 先前技藝之淸潔組成物有一個問題在於該操作溫度早 先係接近或於該組成物混合物之閃光點以上。例如,於一 乙醇胺-兒茶酚-二甲基乙醯胺-水組成物之例子中,如美國 專利案號5,988,186所述的,設定之操作溫度約100°C,且於 美國專利案號5,419,779中所述之一乙醇胺-兒茶酚-羥胺-水 組成物之例子中,設定之操作溫度約90°C。然而,爲了保 持安全,較佳該操作溫度係限於該組成物之閃光點以下約 10至15 °C。現在所述之組成物,與先前技藝組成物相比, 具有較高的閃光點,於選擇安全範圍內之操作溫度時更加 自由。另外,具有較低沸點之化合物將隨時間由先前技藝 組成物中餾出,產生不符規格之淸潔劑、特殊組成之溶液 或該二者同時產生。 許多二碳原子鏈結烷醇胺化合物具有較低沸點及較低 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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-22 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(20) 閃光點。有用於本發明之該二碳原子鏈結烷醇胺化合物較 佳具有較高沸點(例如185°C或以上,較佳200°C或以上,或 21 5 °C或以上)且較佳具有較高閃光點(例如95t或以上,較 佳100°C或以上或ll〇°C或以上)。此二碳原子鏈結烷醇胺化 合物之較佳指定實例包含AEEA及2-(2-胺乙基胺基)-乙醇( 「DGA」)。AEEA或N-羥乙基乙二胺,係該二碳原子鏈結 院醇胺化合物當中最佳的,儘管其可能摻混其他二碳原子 鏈結烷醇胺化合物以達成特定之結果,例如增強蝕刻或較 低成本。 於一實施例中,根據本發明之組成物包含 AEEA、 AEEA衍生物或該二者,然而較佳至少含AEEA。 於另一較佳實施例中,根據本發明之組成物包含二或 多種單獨之二碳原子鏈結烷醇胺化合物之混合物,本質上 較佳由AEEA、至少一 AEEA以外之第二種二碳原子鏈結烷 醇胺化合物及視情況需要而添加之腐蝕抑制劑及/或螯合劑 組成。 A E E A係本發明組成物之較佳成分,部分因爲其物理性 質而部分因爲其令人驚評且意想不到之低腐触速率,摻入 本文所述之淸潔組成物時尤其可見。由於較高的沸點及閃 火點’如以下Aldrich化學藥品目錄(2001-2002)收集到之數 據及Hawley’s.濃縮化學藥品辭典(第12版)所示,aEEA具有 大部分先前技藝所揭示之其他烷醇胺的優點。由於較低之 蒸發速率’較高閃光點及/或沸點能獲得較長之浴液使用壽 命。另外,較高的閃火點及/或沸點能獲得標準工作條件時 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公酱) -23- 1293646 A7 _B7____ 五、發明説明(21 ) 較安全的操作,亦能於漸增之高溫時使用該組成物°
化合物 .沸點 閃光點 一乙醇胺(MEA) 170。。 93〇C 異丙醇胺(MIPA) 160°C 73-77〇C 2-氨基-1-丙醇(丙醇胺) 173-176〇C 83〇C 2-(2-氨乙氧基)-乙醇(DGA) 218-224〇C 126t 2-(2-胺乙基胺基)乙醇(AEEA) 238-244t: 135〇C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· AEEA亦係親水性胺且係二碳原子鏈結烷醇胺化合物, 且AEEA包含二氮分子能使其與蝕刻殘餘物獲得更安定之 錯合物。EKC科技已經開發出複數種包含如DGA之烷醇胺 類配方。我們驚訝地發現於此等溶液中AEEA以重量對重 量之方式取代DGA或其他烷醇胺類可顯著地降低得到之配 方對於鈦及鋁之侵蝕性而不會逆向地影響其淸潔能力。此 等使得能以較具侵蝕性之處理條件用於指定之蝕刻作業, 移除強韌之殘餘物(例如,聚合物、金屬氧化物、金屬氮化 物、金屬鹵化物、有機金屬化合物等等),或於相同之處理 條件下進行較低程度之金屬蝕刻,或二者同時。對其他不 同敏感性金屬之較低侵蝕性增廣可用於淸潔之處理視窗(時 間、溫度)。如AEEA之二氮烷醇胺類亦具有潛在性的成本 優勢。 由先前技藝之教旨及揭示,令人驚訝的係AEEA竟然 有如此不同之表現,詳言之對於鋁、鈦及鎢之腐蝕。藉由 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明(22 ) 進行一系列空白蝕刻速率試驗,該蝕刻速率數據,例如, 鈦(成分濃度之函數)於若干例子中,可符合此等類型之方程 式: 鈦蝕刻速率=A[醇胺]+ B[羥胺]+ .... 其中A及B係關於該組成物成分之鈾刻的回歸係數。 單位可以重量%表示,但以莫耳%表示時發現到相似的結果 ,因爲AEEA及二醇胺(DGA)之分子量實際上係相同的。該 蝕刻單位可以A/分表示,由此方程式衍生之實驗數據係於 約70°C之溫度時獲得。 於此等實例中,A之量越大,該烷醇胺對鈦越具侵蝕 性。憑經驗獲得DGA及AEEA(與羥胺及水摻混時)之回歸係 數分別係0.36及0.18,表示,至少與DGA相比,AEEA的部 分對鈦之侵蝕遠更溫和之作用。 本方程式僅係提供第一階處理之線性回歸。此等方程 式忽略化學之協同效應。該第一階處理對於現實世界情況 係良好的逼近。較高階適於表示發生損失(化學的)。 如果測量蝕刻速率,二液體成分及該蝕刻表面之間具 有(非化學方式且顯著的)協同交互作用,其中無一成分會使 該基材之表面鈍化,構成類似於「三物體」碰之情況,實 際上極少發生。因此,關於基材鈾刻速率之第一階公式; 鈦鈾刻速率(70t時)= .36[二乙二醇胺]+ B[羥胺]*…;及 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(24) 能係長時間穩定的,亦即,至少2或3天。正常操作條件代 表約50至100 °C之間,例如60及75 °C之間。穩定的代表於各 種金屬基材上之腐蝕特徵較不會改變。穩定的代表水可以 加至該配方,但若干情況中並未加至該配方。此等必須選 擇醇胺類之沸點及/或閃光點使該配方於使用期間組成無實 質上之變化。因此,量身訂做用於複數種基材之淸潔劑/蝕 刻劑組成物時,高沸點烷醇胺類係變化之較佳成分。 其他二碳原子鏈結烷醇胺化合物之實例包含,但不限 於,DGA、2-氨基乙醇(「一乙醇胺」或「MEA」)、2-(N-甲 胺基)乙醇(「一乙基乙醇胺」或「MMEA」)、2-氨基-1-丙醇 (「一異丙醇胺」或「MIPA」)、2-(N-羥乙基-胺基)-乙醇(「 二乙醇胺」或「DEA」)、2-[(2-胺乙基M2-羥乙基)-胺基]-乙醇(「N,N-雙羥乙基-乙二胺」)·、N,N,N-參-(2-羥乙基)-胺( 「三乙醇胺」或「TEA」)、N-胺乙基-N、羥乙基-乙二胺、 N,N’-二羥乙基-乙二胺、2-[2-(2-氨乙氧基)-乙胺基]-乙醇、 2- [2-(2-胺乙基胺基)-乙氧基]_乙醇、2-[2-(2-氨乙氧基)-乙氧 基]-乙醇、三第三丁基二乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、 3- 氨基-1-丙醇(「正丙醇胺」或「NPA」)、異丁醇胺、2-(2-氨乙氧基)-丙醇;1-羥基-2-氨基苯等,或其任何組合。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要而包 含螯合劑。於另一實施例中,根據本發明之組成物包含單 一螯合劑,較佳係EDTA(或其非金屬鹽)、沒食子酸或兒茶 酚。兒茶酚具有245 °C之沸點及127 °C之閃光點。該腐蝕抑 制劑可能係間苯二酚,具有28 rc之沸點及127 °C之閃火點 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(25) 。於另一實施例中,根據本發明之組成物包含二螯合劑之 混合物,較佳兒茶酚及沒食子酸。於另一實施例中,根據 本發明之組成物包含二螯合劑之混合物,較佳兒茶酚及 EDTA 〇於另一實施例中,該組成物實質上不含螯合劑。 螯合劑之實例包含,但不限於,一-、二-、或多-羥基 苯型化合物,例如,兒茶酚、間苯二酚、丁基化羥基甲苯( 「BHT」)等,或其組合。於一實施例中該螯合劑包含三或 多個含羧酸部分,例如,乙二胺四羧酸(「EDTA」)、非金 屬EDTA鹽類等,或其組合。含二羧酸部分之化合物,例 如檸檬酸,較不適宜。含羥基及羧酸部分之化合物,例如 ,沒食子酸等,於一實施例中係有用的。含硫醇基之芳香 族化合物,例如,噻吩;氨基羧酸類;二胺類,例如乙二 胺;聚醇類;聚環氧乙烯;聚胺類;聚醯亞胺類或其組合 於一實施例中係有用的。於一實施例中,一組成中可使用 二或多種螯合劑,其中該螯合劑係選自上述之基團。代替 性地或額外地,1995年,五月23日准予瓦德之美國專利案 號5,4 17,877及1 997年,九月30日准予李之一般讓渡美國專 利案號5,672,577中揭示之若干螯合劑,其各別揭示之內容 係倂於本文中供參考之用。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要包含 腐蝕抑制劑。於另一實施例中,根據本發明之組成物包含 單一腐蝕抑制劑,較佳係氫氧化膽鹼、氫氧化雙膽鹼或氫 氧化參膽鹼。於另一實施例中,根據本發明之實施例實質 上不含腐蝕抑制劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -28- 1293646 · A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7五、發明説明(26 ) 腐蝕抑制劑之實例包含,但不限於,銨之硝酸鹽類; 經烴取代之硝酸銨鹽類;苯並三唑;2,4-戊二酮;1,6-二氧 代螺[4,4]壬烷2,7-二酮(二醚);硫脲;二亞硫酸銨;二亞硫 酸膽鹼;氫氧化膽鹼;氫氧化雙膽驗;氫氧化參膽鹼;丙 三醇;山梨醇;凝膠;澱粉;磷酸;矽酸;聚環氧乙烯; 聚乙醯亞胺等或其組合。該腐蝕抑制劑較佳本質上不含金 屬及/或金屬離子。 於一實施例中,兒茶酚可當作螯合劑及腐蝕抑制劑。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要包含 氫氟酸及鹼之鹽,該鹽實質上不含金屬離子(後文稱爲「 HF-鹼鹽」,但並非企圖加以限制)。HF-鹼鹽類包含,但不 限於,氟化銨、m化二異丙基乙基銨、二氟化銨、氟化吡 啶、氟化胺等,或其組合。於一實施例中,該HF-鹼鹽包含 氟化二異丙基乙基銨或氟化銨。此等組成物較佳包含AEE A 、腐鈾抑制劑及視情況需要而添加之極性有機溶劑。本文 中所述之大部分配方較佳皆不含氟離子,然而,於另一實 施例中,根據本發明之組成物實質上不含HF-鹼鹽。 於一較佳實施例中,根據本發明之組成物亦包含羥胺 或其衍生物,其符合以下之通式: X 、N——0——R3γ/ 其中R3係含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀白勺 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -29- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(27) 碳氫化合物;且X及Y係各自獨立的氫或含1至7個碳原子 之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係 鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 根據本發明之羥胺衍生物實例包含,但不限於,羥胺 、N-甲基-羥胺、N,N-二甲基·羥胺、N-乙基-羥胺、N,N_二 乙基-羥胺、甲氧基胺、乙氧基胺、N-甲基-甲氧基羥胺等。 如本文中使用的,羥胺並非有機的,且羥胺及羥胺衍生物 之沸點及閃火點對該配方並不重要。如上所述,應瞭解羥 胺及其衍生物可以鹽類,例如,硫酸鹽、硝酸鹽等或其組 合,形式購得(且可能含於根據本發明之組成物中),且本發 明包含此等形態羥胺化合物及其衍生物。此等鹽類大大地 增加羥胺衍生物之理論閃火點。因此,另一實施例中,該 組成物包含羥胺、羥胺之硫酸鹽或硝酸鹽或其組合。羥胺 並非本文所述之配方從屬組合所欲者。因此,於若干實施 例中,根據本發明之組成物實質上不含羥胺及/或其衍生物 〇 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要而包 含水。較佳水係殘餘物移除組成物之主要成分。另外,Η A 於市面上可購得水性溶液,亦即,50%水的。一般而言羥胺 衍生物能製成更濃之水溶液形態,例如含1 5 %水之8 5 %溶液 。然而,於若.干情況及若干濃度中,可購得或製造無水配 方之羥胺及/或羥胺衍生物。如上所述,於另一實施例中, 根據本發明之組成物中實質上不含水。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要包含 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -30- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(28) 極性有機溶劑。用於根據本發明組成物之極性有機溶劑的 實例包含,但不限於,二甲基亞碩、乙二醇、乙二醇烷基 醚、二乙二醇烷基醚、三乙二醇烷基醚、丙二醇、丙二醇 烷基醚、二甲基亞硕、如N-甲基-2-吡啶酮(NMP)之N-取代 吡啶酮、環丁硕、二甲基乙醯胺等,或其組合。於本發明 若干實施例中較佳係二甲基環丁硕,CAS編號1 26-33-0,沸 點237 °C。因爲成本低,NMP,沸點199至202°C且閃火點僅 96°C,於若干實施例中可能係有用的。然而,NMP傾向降 低本發明混合物之閃火點。同樣地,DMSO,沸點189 °C且 閃火點僅95 t,於本發明若干實施例中較不適宜。於本發 明若干實施例中,較佳係2,4-二甲基環丁硕,沸點28(TC且 閃火點143 °C。使用時必須小心,因爲缺乏烷醇胺類時, 2,4-二甲基環丁硕僅微溶於水。 根據本發明,胺類,詳言之烷醇胺類,又尤其低分子 量胺類,係獨立且未歸類成有機溶劑。其他該技藝中習知 之外加極性有機溶劑類,除指定排除之有機溶劑以外,亦 可用於本發明之組成物。於另一實施例中,根據本發明之 組成物實質上不含本文中界定之極性有機溶劑。 大體而言,非極性有機溶劑較不適宜,儘管可以使用 高沸點醇類等。 有機溶劑顧,包含極性有機溶劑,根據本發明沸點低 於約100°C之有機溶劑係非所欲的,因爲於操作條件時其傾 向蒸發超過約24至48小時。因此,較佳根據本發明之組成 物實質上不含沸點低於約1 〇〇°C之有機溶劑。更佳根據本發 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -31 - 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7五、發明説明(29 ) 明之組成物實質上不含沸點低於1 5 0 °C之有機溶劑。又更佳 根據本發明之組成物實質上不含沸點低於1 9 91:之有機溶劑 〇 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要包含 含非羥基胺且非烷醇胺之胺化合物。此等胺化合物之實例 包含,但不限於,鄰-二氨基苯、對-二氨基苯、N-(2-胺乙 基)-乙二胺(「AEED A」)、哌嗪、N-取代哌嚷衍生物、派B定 、N-取代派啶、二乙三胺、2-次甲基胺丙二胺、己烯四胺等 ,或其組合。於較佳實施例中,存有時,該含非羥基之胺 化合物沸點不得低於約l〇〇°C,或不得低於約150°C。胺類 可能增進特定敏感性金屬之腐蝕。於另一實施例中,根據 本發明之組成物實質上不含含非羥基之胺化合物,或沸點 不低於約100°C,或不低於約150°C之含非羥基之·胺化合物 〇 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要亦包 含表面活性劑。表面活性劑之實例包含,但不限於,月桂 基硫酸鈉、硬脂酸鈉等或其組合。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要包含 二碳原子鏈結烷醇胺化合物(較佳包含,或由AEEA組成), 用量約1%至約98%,或約5%至約90%,約10%至約85%,約 20%至約80%,或約30%至約70%。 於另一實施例中,根據本發明之組成物包含二碳原子 鏈結烷醇胺AEEA化合物,用量約0.1%至約50%,或約1%至 約45%,約2%至約40%,約5%至約35%,約10%至約35%。又 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -32- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1293646 A7 _B7五、發明説明(3〇 ) 另一實施例中,根據本發明之組成物包含二碳原子鏈結烷 醇胺AEEA化合物,用量約50%至約99.9%,或約51%至約 99%,約55%至約98%,約51 %至約90%,或約50%至約85%。 於一實施例中,根據本發明之組成物本質上由AEEA 及水組成。於另一實施例中本發明之組成物本質上由AEEA 、水及螯合劑組成。於另一實施例中本發明之組成物本質 上由AEEA、水及腐蝕抑制劑組成。又另一實施例中本發明 之組成物實質上由AEEA、水、螯合劑及腐蝕抑制劑組成, 其中該腐蝕抑制劑不同於該螯合劑。較佳地,於最後一實 施例中,選擇該腐蝕抑制劑及螯合劑使其中任一皆未同時 兼具該二功能。 於一實施例中,根據本發明之組成物視情況需要本質 上由ΑΕΈΑ、第二種二碳原子鏈結烷醇胺化合物及水組成。 於另一實施例中,根據本發明之組成物本質上由AEEA、第 二種二碳原子鏈結烷醇胺化合物、水及螯合劑組成。於另 一實施例中,根據本發明之組成物本質上由AEEA、第二種 二碳原子鏈結烷醇胺化合物、水及腐蝕抑制劑組成。又另 一實施例中,根據本發明之組成物本質上由AEEA、第二種 二碳原子鏈結烷醇胺化合物、水、螯合劑及不同於該螯合 劑之腐蝕抑制劑組成。於最後一實施例中,較佳該腐蝕抑 制劑及螯合劑使其中任一皆未同時兼具該二功能。 當根據本發明之組成物中包含一或多種AEEA以外之 二碳原子鏈結烷醇胺化合物時,較佳存有之用量使AEEA 與其他二碳原子鏈結烷醇胺化合物之間的比率(後文中稱爲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -33- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(31) 「AEEA ··烷醇胺比」)約20_.1至約1:20。於一實施例中,該 AEEA :烷醇胺比約15:1至1:1,或約10:1至約15:1,例如, 約4:1至約2:1。 於另一實施例中,該AEE A :烷醇胺比約1:1至約1:1 5, 或約1:1.5至約1:10,例如,約1:4至約1:2。 於本發明另一實施例中,預先選定該AEE A :烷醇胺比 以獲得特定基材或複數種基材上特定金屬或金屬及/或金屬 合金或合金層或其部分之所欲蝕刻速率。 存有螯合劑時,根據本發明之組成物中有助益之螯合 劑用量約0.01%至約15%,較佳約0.1%至約10%,例如,約 2%至約15%,較佳約0.1 %至約10%,例如,約2%至約5%,或 約 0.01%至約 0.1%。 存有腐蝕抑制劑時,根據本發明之組成物中有助益之 腐鈾抑制劑用量約0.1%至約10%,較佳約1%至約5%。 存HF-鹼鹽有時,根據本發明之組成物中有助益之HF-鹼鹽用量約0.01 %至約20%,例如,約0.1 %至約5%,或約1% 至約10%。有益地,含HF-鹼鹽及AEEA之組成物較佳實質 上不含極性有機溶劑,且視情況需要可能包含一或多種以 下之物:一或多種額外的二碳原子鏈結烷醇胺化合物;一 或多種螯合劑或腐蝕抑制劑;或水。 存有羥胺及/或羥胺衍生物時,根據本發明之組成物中 有助益之羥胺及/或羥胺衍生物用量約0.1 %至約50%,較佳 約1%至約25%,更佳約5%至約20%,或約1%至約1〇%,更佳 約10%至約20%。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -34- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明( 32) 存有水時,根據本發明之組成物中有助益之水用量約 1 %至約50%,較佳約2%至約45%,更佳約5%至約40%,或約 15%至約 35%。 存有時,根據本發明之組成物中有助益之極性有機溶 劑用量約1%至約75%,例如約5%至約50%,或約0.1%至約 45%,例如約2%至約30%。 於另一實施例中,該組成物可能包含至少約1 0重量%, 較佳約10%至約80%,之至少一種二碳原子鏈結烷醇胺化合 物,約5%至約40重量%,較佳約5%至約30%,之沒食子酸、 兒茶酚或其他螯合劑,視情況需要而定,高達約50重量百 分比,但較佳約10%至30%,之50重量%水性羥胺溶液。於 此等實施例中,該組成物之平衡可能包括水,較佳高純度 去離子水或適合之有機溶劑或其混合物。於一實施例中本 組成物實質上不含水、極性有機溶劑或該二者。 實際上,存有螯合劑時,出現螯合劑(詳言之兒茶酚或 沒食子酸)會增強該二碳原子鏈結烷醇胺化合物之能力以移 除該殘餘物。同時,當存有螯合劑時,該兒茶酚、沒食子 酸、或螯合劑會協助以防止對金屬或金屬合金基材,例如 ,駄之侵腐。 於一實施例中,本發明係有關於能夠移除包括金屬及/ 或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的及/或 金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2_胺乙 基胺基)-乙醇及水。此等組成物較佳實質上可能不含一或多 種以下之物:極性有機溶劑;有機溶劑;表面活性劑;螯 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣.
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-35- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(33) 合劑及/或腐蝕抑制劑;含非羥基胺;氫氟酸與實質上不含 金屬離子之鹼的鹽類;或羥胺及/或具有以下結構式之羥胺 衍生物: X \ N-〇-R3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 已知水性胺會腐蝕金屬,例如當洗掉淸潔組成物時。 令人驚訝的,經發現實質上由AEEA及水組成之組成物會 移除殘餘物但不會促進鈦或鋁之腐蝕。此等組成物較佳具 有高於約60%之AEEA,更佳高於約70%之AEEA,又更佳高 於約80%之 AEEA。於一實施例中,包含約85至約95%之 AEEA的組成物可移除殘餘物且不會促進腐蝕,即使用水洗 掉時亦同。相信實質上由AEEA組成之組成物可用以移除 殘餘物,詳言之自包括鈦、鋁、銅、鎢或其混合物或合金 之基材表面移除。 於一實施例中,上述組成物復包括螯合劑及/或腐蝕抑 制劑。於一實施例中,上述組成物復包括氫氟酸與實質上 不含金屬離子之鹼的鹽類,及視情況需要而包括螯合劑及/ 或腐蝕抑制劑。於另一實施例中,上述任何組成物復包括 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -36- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(34 ) 第二種螯合劑及/或腐蝕抑制劑。 於一實施例中,本發明係有關於能夠移除包括金屬及/ 或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的及/或 金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙 基胺基)-乙醇、水及羥胺及/或具有以下結構式之羥胺衍生 物··X\ N—〇—r3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 .個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之CVC7雜環。 較佳R3可能係氫且X及Y可能係各自獨立的氫或含1 至3個碳原子之線性碳氫化合物。上述組成物較佳實質上可 能不含一或多種以下之物:極性有機溶劑;有機溶劑;表 面活性劑;螯合劑及/或腐蝕抑制劑;含非羥基胺;或氫氟 酸與實質上不含金屬離子之鹼的鹽類。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含:2-(2-胺乙基胺基)-乙醇;2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原 子鏈結烷醇胺化合物,該化合物具有以下之結構式, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'乂297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-37- 1293646 A7 B7 五、發明説明(35)
X
Y fV r2.I Ί •c-c-ζ·I I 良1 其中R!、R/、R2、R2’及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 :其中Z係含有此式之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及-OR3基 團之間沒有原子),R!、R〆、R2及只^可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範掘內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m> 1,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含ChC7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式CH’-CR2R2、Z-F之基團,F係- 〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R/、R2、1^及R3之相同方式界定,且Z、 R!、R!,、R2、R2,及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環;及具有以下結構式之羥胺及/或羥 胺衍生物: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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X
Y ,Ν-〇--r3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X297公釐) -38- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 _B7 _五、發明説明(36 ) 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。較佳R3可能係 氫且X及Y可能係各自獨立的氫或含1至3個碳原子之線性 碳氫化合物。 於較佳實施例中,2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原 子鏈結烷醇胺化合物具有高於約l〇〇°C之閃火點,較佳高於 130°C,及/或高於約20〇°C之沸點,較佳高於220°C,且用量 低於該組成物之約35重量%。 上述組成物較佳可能實質上不含一或多種以下之物: 極性有機溶劑;有機溶劑;表面活性劑;螯合劑及/或腐鈾 抑制劑;含非羥基胺;或氫氟酸與實質上不含金屬離子之 鹼的鹽類。於上述組成物之另一實施例中,AEEA對AEEA 以外之二碳原子鏈結烷醇胺化合物的重量比係大於1 : 1。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物本質上由 ·· 2-(2-胺乙基胺基)-乙醇;2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二 碳原子鏈結烷醇胺化合物組成,該化合物具有以下之結構 式, Ri* R2·I I c-c-z-o-r3 Ri R2 r2’及r3於各情況中係各自獨立爲氫 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·
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其中 Ri、Ri’、R2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -39- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(37) 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 ;其中Z係含有此式-(-Q-CH’-CRzRA),-之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及-〇R3基 團之間沒有原子),R!、R!’、R2及R2’可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆卓7C中各自獨ΑΔ界疋’如果m>l’各Q係獨立 的-〇-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含C 1 - C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式CH'CH'Z-F之基團,F係-0-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R/、R2、R/及R3之相同方式界定,且Z、 Ri、R/、R2、R2,及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4_C7雜環;及具有以下結構式之羥胺及/或羥 胺衍生物: X -〇-R3 Y 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物本質上由 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 1293646 A7 B7 五、發明説明(38 ) :2-(2-胺乙基胺基)_乙醇;2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二 碳原子鏈結烷醇胺化合物組成,該化合物具有高於約100°C 之閃火點,較佳高於120°C,且具有以下之結構式,
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中R!、、R2、R/及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 ;其中Z係含有此式-(-Q-CRiRACH,-)^之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CH,-基團及-0R3基 團之間沒有原子),R!、R!’、R2及R2,可於各重覆單元中各自 獨_ια界疋’如果m>l’於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-〇-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含C^C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式CRiRi’-CR2R2’-Z-F之基團,F係-〇-R3或-NR3R4,其中 1^係依以上1^、1^’、1^2、1^2’及1^3之相同方式界定,且2、 R!、R!’、R2、R2’及R3界定如上,或其中X及γ係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環;及具有以下結構式之羥胺及/或羥 胺衍生物: X yN-〇-R3 / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明(39) 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C^C7雜環。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物本質上係 由:2-(2-胺乙基胺基)-乙醇;2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之 第一種二碳原子鏈結烷醇胺化合物組成,該化合物具有以 下之結構式, X ^ ^>___z_0_R3I I Ri R2 其中R!、Rr、R2、1^,及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 :其中Z係含有此式-(-Q-CRiRACRal^-)^之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及-0R3基 團之間沒有原子),1、R〆、R2及可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含(:!-(:7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —•裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -42- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(40) 此式CRiRACH'Z-F之基團,F係-〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R〆、R2、R/及R3之相同方式界定,且Z、 R!、R/、R2、R2’及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環;2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之第 二種二碳原子鏈結烷醇胺化合物,該化合物具有前述之結 構式;及具有以下結構式之羥胺及/或羥胺衍生物: X N-0-R3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。較佳各二碳原 子鏈結烷醇胺化合物皆具有高於約190°C之沸點,較佳高於 200°C,更佳高於約225°C,及高於約95°C之閃火點,較佳高 於約100°C,更佳高於約130°C。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物本質上係 由2-(2-胺乙基.胺基)-乙醇、水及具有以下結構式之羥胺及/ 或羥胺衍生物組成: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -43- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明(41 ) X \ N-0-R3γ〆 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。於較佳實施例 中,本發明係有關於一種能夠移除包括金屬及/或金屬合金 部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的及/或金屬氧化物 殘餘物之組成物,其中該組成物本質上係由2-(2-胺乙基胺 基)-乙醇、水及羥胺組成。於另一實施例中,本發明係有關 於一種能夠移除包括金屬及/或金屬合金部分及/或層之基材 之有機的、有機金屬的及/或金屬氧化物殘餘物之組成物, 其中該組成物本質上係由2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、‘水、羥胺 及腐蝕抑制劑,例如兒茶酚,組成。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、低於約50重量%之極性有機溶劑、沒食 子酸及視情況需要而添加之2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二 碳原子鏈結烷醇胺化合物組成,該化合物具有以下之結構 式, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -44 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(42) 其中R!、R!’、R2、R,及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 :其中Z係含有此式-(-Q-CH’-CRaRA)^之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及_0R3基 團之間沒有原子),R!、Ri’、R2及尺^可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含C!-C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式CRiRACH’-Z-F之基團,F係-〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R〆、R2、1^及R3之相同方式界定,且Z、 Ri、、R2、R2’及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環。較佳各二碳原子鏈結烷醇胺化合 物皆具有高於約190°C之沸點,較佳高於200°C,及高於約95 °C之閃火點,較佳高於約12(TC。於另一實施例中,2-(2_胺 乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷醇胺化合物具有高於 約100°C之閃火點及/或高於約200°C之沸點,且用量於低於 該組成物之約1 〇重量%。 上述化合物亦可能視情況需要而包含水及具有以下結 構式之羥胺及/.或羥胺衍生物: X N—·〇_r3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -45- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(43) 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 上述化組成物實質上可能亦包含含非羥基之胺化合物 。然而,於複數個實施例中該組成物實質上不含此等胺類 〇 上述組成物較佳實賢上可能不含一或多種以下之物: 非極性有機溶劑;表面活性劑;含非羥基之胺類;羥氟酸 與鹼之鹽類,該鹽實質上不含金屬離子;水及如上述之羥 胺及/或羥胺衍生物。瀏覽在此揭示及倂入本文供參考之文 件時,熟於此藝之士將可預測無需選擇化合物而能獲得淸 潔的及蝕刻的效能。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、低於約50重量%之極性有機溶劑、二羥 基苯化合物(例如,包含兒茶酚)及視情況需要而添加之2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷醇胺化合物組成, 該化合物具有以下之結構式,
Ri R2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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-46- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(44 ) 其中R!、R/、R2、尺^及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 ;其中Z係含有此式-(-Q-CH’-CRaR^Om-之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2、基團及-OR;基 團之間沒有原子),R!、R!’、R2及尺^可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含C!-C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或真有 此式CH’-CbRAZ-F之基團,F係-〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R/、R2、R/及R3之相同方式界定,且Z、 R!、Ri,、R2、R2,及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環。較佳各二碳原子鏈結烷醇胺化合 物皆具有高於約190°C之沸點及高於約95 °C之閃火點。於另 一實施例中,2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷 醇胺化合物具有高於約l〇〇°C之閃火點及/或高於約200°C之 沸點,且用量於低於該組成物之約10重量%。 上述化合物亦可能視情況需要而包含水及具有以下結 構式之羥胺及/或羥胺衍生物: X N-〇-r3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -47- 1293646 A7 B7 五、發明説明(45 ) 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 上述化組成物實質上可能亦包含含非羥基之胺化合物 上述組成物較佳實質上可能不含一或多種以下之物: 非極性有機溶劑;表面活性劑;含非羥基之胺類;羥氟酸 與鹼之鹽類,該鹽實質上不含金屬離子;水及如上述之羥 胺及/或羥胺衍生物。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、2-(2-胺乙基胺基)-乙胺及視情況需要而 添加之2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷醇胺化 合物組成,該化合物具有以下之結構式, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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其中R!、R/、R2、R/及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 ;其中Z係含有此式之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之-CR2R2’-基團及-〇R3基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -48- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(46) 團之間沒有原子),R:、R〆、R2及11^可於各重覆單元中各自 獨立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含C!-C7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式 CRiR/-CR2R2、Z-F 之基團,F 係-0-R3 或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R/、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、 R!、R/、R2、R2,及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環。較佳各二碳原子鏈結烷醇胺化合 物皆具有高於約190°C之沸點,例如高於約220°C,及高於 約95°C之閃火點,更佳高於125 °C。於另一實施例中,2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷醇胺化合物具有高 .於約130°C之閃火點及/或高於約230°C之沸點,且用量於低 於該組成物之約40重量%。 上述化合物亦可能視情況需要而包含另水及具有以下 結構式之羥胺及/或羥胺衍生物:X\ N-Ο-R3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。上述化合物亦 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) '一 -49- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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1293646 A7 B7 五、發明説明(47 ) 可能視情況需要而包含螯合劑及/或腐鈾抑制劑。 上述化組成物實質上可能亦包含2-(2-胺乙基胺基)-乙胺 (已經存在)以外之含非羥基之胺化合物。 上述組成物較佳實質上可能不含一或多種以下之物: 非極性有機溶劑;表面活性劑;含非羥基之胺類;羥氟酸 與鹼之鹽類,該鹽實質上不含金屬離子;水及如上述之羥 胺及/或羥胺衍生物。 於一實施例中,本發明係有關於一種能夠移除包括金 屬及/或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的 及/或金屬氧化物殘餘物之組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙基胺基)-乙醇,約25%至約75重量%之極性有機溶劑、 約13%至約50重量%之乙二胺四醋酸或其一-、二-、三-或四-銨鹽、約0.15%至約10重量%視情況需要而添加之銨鹽(例如 ,酒石酸鹽、檸檬酸鹽、甲酸鹽、古洛糖酸鹽、硝酸鹽、 硫代硫酸鹽、高硫酸鹽、二碳酸鹽、磷酸鹽、氟化物等, 或其組合)、約5%至約75%視情況需要而添加之水及視情況 需要而添加之2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷 醇胺化合物組成,該化合物具有以下之結構式, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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其中R!、R/、R2、R/及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -50- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(48) ;其中Z係含有此式-(-Q-Cm'CRaUr之基團,俾使m 係0至3之整數(亦即,m = 0時,上式之_CR2R2,-基團及-〇R3基 團之間沒有原子),R!、R!’、R2及R2,可於各重覆單元中各自 獨立界定’如果m>l’於上述此等部分之參數的範圍內,Q 可於各重覆卓兀中各自獨II界定,如果m>l,各Q係獨立 的-0-或-NR3-;其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫 或含CVC7之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有 此式 CR!Ri’-CR2R2’-Z-F 之基團,F 係-〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上R!、R〆、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、 R!、>’、R2、R/及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一 起形成含氮之C4-C7雜環。較佳各二碳原子鏈結烷醇胺化合 物皆具有高於約19〇°C之沸點,例如高於約220°C,及高於 約95°C之閃火點,更佳高於120°C。於另一實施例中,2-(2_ 胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鏈結烷醇胺化合物具有高 於約130°C之閃火點及/或高於約230°C之沸點,且用量於低 於該組成物之約10重量%。 上述化合物亦可能視情況需要而包含另水及具有以下 結構式之羥胺及/或羥胺衍生物: X \ N-0-R3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且其中X及Y係各自獨立的氫或含1至7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -51 - 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(49 ) 個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中 X及Y係鏈結在一起形成含氮之C4-C7雜環。 上述化組成物實質上可能亦包含含非羥基之胺化合物 〇 較佳上述組成物較佳實質上可能不含一或多種以下之 物:非極性有機溶劑;表面活性劑;含非羥基之胺類;羥 氟酸與鹼之鹽類,該鹽實質上不含金屬離子;水及如上述 之羥胺及/或羥胺衍生物。 於一實施例中,本發明係有關於能夠移除包括金屬及/ 或金屬合金部分及/或層之基材之有機的、有機金屬的及/或 金屬氧化物的組成物,其中該組成物包含2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、約2%至80重量%之有機溶劑(例如二甲基乙醯胺)、約 0.1%至約3重量%之氟化銨及約2%至約85%視情況需要而添 加之水。 根據本發明之組成物較佳具有極低之金屬不純物/離子 內容物,亦即,總共低於約10 ppm。於較佳實施例中,根 據本發明之組成物具有低於約5 ppm總金屬含量,較佳不多 於約1 ppm總金屬不純物及金屬離子內容物。 本發明之殘餘物淸潔組成物於移除各種建造於基材, 例如:矽;SiGe ;第III至V族化合物,例如GaAs ;第II 至VI族化合物;例如TeS ;磁性材料,例如NiFe ;玻璃, 例如用於平面顯示幕者;或其任何組成,上之積體電路之 有機金屬的及經選定之金屬氧化物殘餘物係有效的,詳言 之該等基材包含:金屬及/或金屬合金層,視情況需要包含 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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-52- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 _五、發明説明(5〇) 用以互連之導通孔特徵,例如包含鋁、鈦、銅及/或鎢;氧 化物層,例如二氧化矽;氮化物層,例如氮化矽等;或其 任何組合。本發明之淸潔組成物於移除積體電路製造時使 用之蝕刻設備的基材上產生之有機金屬的及金屬氧化物殘 餘物亦係有效的。市面上可購得之蝕刻設備包含可自Lam Reserach、Tegal、Electrotech、Applied Materials、Takyo Electron、Hitach 等購得的。 本發明之另一實施例係有關於使用本發明之組成物淸 潔基材之方法,該方法包含使含有機金屬的及/或金屬氧化 物殘餘物之基材與洗滌的及淸潔的組成物接觸一段時間且 於足以移除該殘餘物之溫度下進行。於一較佳實施例中, 該殘餘物係移除且未觀察到對該基材之腐蝕,亦即,於該 操作條件時浸漬腐鈾速率低於每分鐘約1埃。 於一實施例中,該基材可浸漬於根據本發明之組成物 中。於若干情況中,當生產線進度暫時中斷時,該等暴露 於本發明具有極低蝕刻速率之殘餘物移除劑下的基材仍可 挽救,然而浸漬於更具侵蝕性配方之基材會遭損壞。 於另一實施例中,根據本發明之組成物可應用於該基 材表面,例如,藉由噴灑、施用液滴、塗覆、再塗覆(利用 流出基材之過量組成物)等,或其組合。本發明較佳組成物 之閃火點及蒸氣壓使此等應用類型不會造成無法接受之蒸 發及蒸氣。 於任一實施例中,該組成物與該基材層之間的接觸時 間及溫度可以自基材移除之特定材料而決定。大體而言, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -53- 1293646 A7 B7 五、發明説明(51 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 有用的溫度係介於約2至約60分鐘之間。然而,該溫度範圍 可延伸至更高之溫度,詳言之當該二碳原子鏈結烷醇胺化 合物之閃火點較高時,根據本發明之組成物中包含AEEA 及/或DGA的情況下亦同。 於若干實施例中配方之閃火點係高於該配方中具有最 低閃火點之成分的閃火點,詳言之如果該成分可自由混溶 且以少量存有。可於溫度介於約101°C及約160 °C之間,例 如介於約115°C及約15(TC之間,或約115°C至約135°C之間時 使用本發明選定之組成物。此等高溫可於大氣壓力下使用 ,當然,於超高壓下亦可。由技術觀點該組成物可用於該 較高溫,由調節觀點亦可使用該組成物。當操作溫度接近 該閃火點之預定餾分時,調節通常會變得更令人信服。 換另一選定之較佳組成物,該成分之沸點低於1 5 0 °C, 亦係於操作溫度時會揮發大部分之成分,係水。水能輕易 地補充至該溶液,且水沒有安全性之風險。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 換另一選定之較佳組成物,該成分之沸點低於1 50°C, 於操作溫度時會揮發大部分,係羥胺及水。水及羥胺可輕 易地補充至該溶液,且此等補充溶液並未有顯著之著火的 危險性。 詳言之如果根據本發明之組成物的一或多種成分(例如 ,水、溶劑、二碳原子鏈結烷醇胺化合物等),或其一部分( 例如,例如HF-鹼鹽等之鹽基)經長時間暴露於操作條件之 後會顯著蒸發,補充溶液可與根據本發明之原始組成物組 合以至少部分補充該原始組成物中經蒸發(及/或劣化)之成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' ' -54- 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(52) 分(及/或部分)。 於較佳實施例中該原始組成物包含水、含水之補充組 成物。於另一較佳實施例中該原始組成物包含極性有機溶 劑、該補充組成物可能包含極性有機溶劑。根據本發明之 補充組成物亦可能視情況需要包含,視需要且其中該原始 組成物包含此等成分之一或多種(或其一部分),以下所列之 至少其中之一 :AEEA、至少一種二碳原子鏈結烷醇胺化合 物以外者、該HF-鹼鹽之鹽基、螯合劑及/或腐蝕抑制劑、 羥胺或羥胺衍生物、表面活性劑、含非羥基之胺化合物及 其任何組合。 本發明之複數個實施例中的補充溶液較佳僅包含水及 視情況需要而包含之羥胺或羥胺衍生物。本實施例之補充 溶液實質上不含極性有機溶劑、烷醇胺、腐蝕抑制劑等螯 合劑。當然,如果補充補充溶液包含殘餘物移除劑(以補充 例如淸洗時損失的)及額外的化合物,則爲了本發明所揭示 之目的該補充溶液僅包含該額外的成分。 本發明複數個實施例中的補充溶液僅包含水、視情況 需要而包含之羥胺或羥胺衍生物及腐蝕抑制劑及/或螯合劑 。此等實施例之補充溶液實質上不含極性有機溶劑及烷醇 胺。當然,如果補充溶液包含該殘餘物移除劑(以補充例如 淸洗時損失的)及額外的化合物,則爲了本發明所揭示之目 的該補充溶液僅包含額外之成分。 本發明複數個實施例之補充溶液包含水、AEEA、視情 況需要而包含之羥胺或羥胺衍生物及視情況需要而包含之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -55 - 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 B7五、發明説明(53 ) 腐蝕抑制劑及/或螯合劑。如果根據本發明之原始組成物及 該補充組成物包含AEEA及水,較佳該補充溶液之AEEA : 水比率不大於該原始組成物中之AEEA :水比率之約90%, 較佳不大於約75%,更佳不大於約50%。亦即,如果該原始 殘餘物移除劑中有20%AEEA及20%水,較佳該補充溶液具 有AEEA :水重量比大於約0.9 : 1,較佳不大於約0.75 : 1, 更佳不大於約0.5 : 1。因此該補充溶液比先前技藝之補充配 方更便宜,該補充配方典型地包含比該原始殘餘移除劑中 在有更大之烷醇胺比水比率。此等實施例之補充溶液較佳 實質上不含極性有機溶劑。當然,如果補充溶液包含殘餘 物移除劑(以補充例如淸洗時所損失的)及額外之組成物,爲 達本揭示內容該補充溶液僅包含該額外之成分。 大體而言,該補充組成物中存有之大部分現行成分(或 其一部分)至少於根據本發明之原始組成物其他成分比起來 ,於操作溫度時具有較低蒸氣壓者或具有較低沸點者。 結果,於另一實施例中,該補充溶液較佳可能包含少 於約20%之,較佳可能包含少於約10%之,更佳可能少於約 5%之,或可能實質上不含任何沸點低於約185°C,較佳低於 約200°C,或低於約2 1 5 °C之成分(除水之外),且該成分具有 低於約95°C,較佳低於約100°C,或低於約110°C之閃火點。 如果根據本發明之原始組成物及該補充溶液包含AEEA 及另一種沸點低於AEEA之二碳原子鏈結烷醇胺化合物, 較佳該補充溶液中AEEA :其他烷醇胺比率不大於該原始組 成物中 AEEA :其他烷醇胺比率之約95%,較佳不大於約 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
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-56 - 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(54 ) 80%, 利用本發明之組成物處理之後,該基材可能以低沸點 極性有機溶劑,例如異丙醇或N-甲吡啶,或以溫和的酸性 有機酸溶液,例如醋酸或檸檬酸,沖洗,接著以去離子水 沖洗。或者,該基材可以僅用極稀之羧酸及去離子水沖洗 ,甚或僅用去離子水沖洗,詳言之如果根據本發明之組成 物實質上不含其他醇胺及/或其他醇胺類。 亦即,利用本發明之組成物處理之後,該基材可以低 分子量極性溶劑,例如異丙醇處理,接著去離子水沖洗。 或者,該基材可以溫和的酸性有機溶劑溶液沖洗,例如醋 酸或檸檬酸溶於水中或水/醇,接著以去離子水沖洗。或者 較佳該基材可以僅以去離子水沖洗,詳言之如果根據本發 明之組成物包含AEEA及最多10%(且較佳最多約5%)之其他 烷醇胺及/或醇胺。此等結果之所以可獲得係因爲淸洗期間 會形成水-AEEA溶液而不會像先前技藝之醇胺腐蝕基材那 麼多。較佳該殘餘物移除組成物實質上不含極性有機溶劑 、腐蝕抑制劑、有機溶劑(極性或非極性)及不易與水混溶之 螯合劑。這使得可免用低沸點溶劑沖洗,於半導體製造中 係實質上之優點。 沖洗之後,該基材可以機械方式乾燥,例如利用旋乾 機’或氮氣吹乾。或者附帶地,該基材可部分以空氣乾燥 及/或可依額定量加熱。 本發明之另一態樣係有關於使用本發明之組成物蝕刻 及視情況需要而淸洗基材之方法,該方法牽涉到使包括欲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ:297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .·裝· 訂
-57 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(55) 蝕刻之金屬或金屬合金之基材,及其上視情況包含之有機 金屬的及/或金屬氧化物殘餘物,與根據本發明之組成物於 足以選擇性地移除該金屬或金屬合金,且視情況移除該殘 餘物,之溫度下接觸一段時間。於極度蝕刻情況下,該蝕 刻配方較佳可能包含硏磨劑,或該基材可與其上具有硏磨 劑之擦拭面接觸。 該金屬或金屬合金之蝕刻速率較佳可藉由選擇適當之 二碳原子鏈結烷醇胺化合物或其混合物而量身訂做。例如 ,利用含鋁或含鈦基材,於本發明大部分實施例中利用僅 含AEEA之二碳原子鏈結烷醇胺化合物可獲得較低蝕刻率 ,然而該蝕刻速率可藉由保持相同總百分比之二碳原子鏈 結烷醇胺化合物而遞增,但會隨著AEEA相對於,例如, DGA,之比例而遞減。 於一實施例中,該基材可浸於根據本發明之組成物中 。於另一實施例中,根據本發明之組成物可,例如,藉由 噴灑、施用液滴、塗覆、再塗覆(利用流出基材之過量組成 物)等,或其組合應用於該基材表面。於若干蝕刻溶液中, 該蝕刻配方較佳可能包含硏磨劑且與平滑面接觸,或該基 材可與其上具有硏磨劑之擦拭面接觸。 於任一實施例中,該時間及溫度視基材所欲移除之特 定材料而定。大體而言,該溫度係介於約環境溫度或室溫 至約120°C之間且該接觸時間典型地約2至約60分鐘。然而 ,該溫度範圍可延伸較高溫度,詳言之如果該二碳原子鏈 結烷醇胺化合物之閃火點較高的話,如同根據本發明之組 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家襟準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -58- 1293646 A7 _ B7五、發明説明(56 ) 成物中包含AEEA及/或DGA之例子一樣。 本發明之示範實施例將參照以下之實施例而說明,其 係包含以供例示之用,但非用以限制本發明之範圍。 實施例1至8 :包含二碳原子鏈結烷醇胺化合物之先前技藝 組成物 以下表1說明用於實施例1至8之淸潔組成物A至Η。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •—衣·
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -59- 1293646 A7 B7五、發明説明(57) ^承0CNI*sz ^^m ^^Γζ,ΐ yrfdl 务沴ocsl SI SI SIs · u s·卜I %ς·ίι SIs.u 氍屮«靶承01 氍屮鹌冰ϊοΐ 麄浓轵承01 氍屮鹌趔承01 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (^ςς)νοα (sCN)vdm +SOCO)V3S (承 ics)vdl^ +(承 oco)vws <Λ09)νΡΗΙΜ S09)VHS (%09)VHS (承 ss)vdIlAI(§9)νϋα
H 0 dt H a u PQ V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -60- 1293646 A7 B7 五、發明説明(61 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其他 wt% 17.5 17.5 17.5 20.5 20.5 t 'd CM 28.7 wn cn 化合物 关 螯合劑 wt% vn un vn <N cn — v〇 <N Ο τ—ί 化合物 兒茶酚 兒茶酚 兒茶酚 兒茶酚 兒茶酚 兒茶酚 兒茶酚1 _1 兒茶酚 沒食子酸 兒茶酚 沒食子酸 沒食子酸 沒食子酸 羥胺或其衍生物 wt% 17.5 17.5 wn τ—Η vn ο ο 12.6 14.5 化合物 羥胺 羥胺 羥胺 羥胺 羥胺 羥胺 羥胺 DEHA 羥胺 羥胺 羥胺 溶劑 wt% m 〇s wn ON 化合物 NMP DMAC ϋ P-. ϋ CL, 其他胺類 wt% s § 〇 wn cn <N 25.2 21 化合物 DGA MEA DGA DGA MEA * MEA MIPA AEEA或其衍生物 wt% 〇〇 g to 57.5 卜 vd 48.9 ο 化合物 AEEA AEEA AEEA AEEA AEEA AEEA 1 1 AEEA AEEA AEEA AEEA 組成物 組成物1 組成物2 組成物3 組成物4 組成物5 組成物6 1 組成物7 組成物8 組成物9 組成物10 組成物11 組成物12 組成物13 組成物14 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -64 - 1293646 A7 _B7五、發明説明(62 ) 化學名稱 縮寫 2,2-胺乙基乙醇胺 AEEA N-甲基-2-吡啶 NMP 二乙二醇胺 DGA 二甲基乙醯胺 DMAC 丙二醇 PG 一異丙醇胺 MIPA N,N-二乙基羥胺 DEHA 一乙醇胺 MEA 實施例9 : AEEA .與其他烷醇胺類之金屬蝕刻涑率之間的1± (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用傳統半導體製程將約4000A鋁及550A鈦沉積於矽 晶圓表面。該金屬薄膜之厚度以4維四點探針,280型,測 量以決定該金屬薄膜之初始厚度。組成物1、2及3之溶液係 置於燒杯且加熱至75 t。然後將整個基材樣品浸入保持於 75 °C之溶液中20分鐘。然後將該樣品取出該溶液且立即以 去離子水沖洗以移除所有化學溶液。然後立即以乾燥氮氣 吹拂該表面以乾燥該樣品。然後再以四點探針測量該金屬 薄膜之厚度以獲得最後之厚度。結果列於以下表3中。如果 該配方中使用AEEA,不會見到該鈦薄膜之蝕刻且該鋁薄膜 之蝕刻僅爲其他烷醇胺類之一半。 於氧化矽基材上沉積〜500 A TiN/〜1,1000 A A1/〜800 A 本紙^尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' — -65-
1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(63) Ti之薄膜複合材料。然後使用製造半導體用之習知光刻工 具圖案化。然後使用傳統蝕刻設備以電漿蝕刻程序將圖案 轉至該金屬薄膜堆疊。第9A圖顯示經過蝕刻程序之後於 Hitachi SEM 6400掃描式電子顯微鏡下觀察到之圖案化特徵 。然後將該圖案化基材浸於70 °C之分別包含組成物1及2之 燒杯60分鐘。然後於去離子水中沖洗且以氮氣吹拂該基材 表面而乾燥。然後復使用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基 材。第9B及9C圖顯示經淸洗程序之後的結果。SEM檢查此 等圖案化晶圓之SEM檢查亦支撐含AEEA之羥胺配方不會 侵蝕該敏感性鈦層,然而於該等條件下接觸時,含DG A之 羥胺配方會侵蝕該敏感性鈦層之結論。 實施例10 :利用不同AEEA混合物腐蝕金屬薄膜之硏究 本實施例說明AEEA可與其他溶劑及水調配而不會對 該基材薄膜造成不利的侵蝕。使用傳統半導體製程將約 10,000A鋁及3000A鈦沉積於矽晶圓表面。該金屬薄膜之厚 度以4維四點探針,280型,測量以決定該金屬薄膜之初始 厚度。組成物4之溶液係AEEA與NMP之混合物,半導體產 業普偏用作光阻劑洗滌劑之極性溶劑。組成物5係AEEA、 DMAC及兒茶酚之混合物。組成物6係85% AEEA與15%水之 溶液。將此等溶液置於分別之燒杯中並加熱至6 5 °C。然後 將該基材樣品浸入保持於65 °C之溶液中20分鐘。然後將該 樣品取出該溶液且立即以去離子水沖洗以移除所有化學溶 液。然後立即以乾燥氮氣吹拂該表面以乾燥該樣品。然後 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210X297公釐) -66 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(64 ) 再以四點探針測量該金屬薄膜之厚度以獲得最後之厚度。 結果列於以下表4中。組成物5及6並不會侵鈾該鈦及鋁薄膜 。NMP及AEEA之摻混物顯示總共988 1 A之金屬僅鈾刻掉 49 A,該數値係該產業可接受的數値。 於複數個應用中可接受每分鐘約2埃以下之蝕刻速率, 但宜爲每分鐘1埃以下之蝕刻速率,較佳每分鐘0.5埃或以下 〇 令人驚訝的係含85% AEEA與15%水溶液之組成物不會 蝕刻鋁或鈦。已知此等金屬與胺類及水接觸時會被蝕刻。 實施例11 :證實AEEA之寬廣加工視窗 AEEA對於敏感性金屬之低侵蝕性擴展其可淸洗之加工 視窗(時間、溫度)。可開發適當之加工條件及含DGA移除 劑溶液組成物使該金屬侵蝕降至最低,例如組成物2、8及 10,其包含至少一市售配方。然而,於組成物1、7及9中用 AEEA以重量對重量的方式取代DGA顯示對於加工條件之 依數性且對鋁及鈦皆具較低蝕刻速率,同時仍能保持與該 基材金屬薄膜之相容性。見於以下表5中。 另外,介電層不會受到該AEEA配方之侵蝕。 實施例12 : AEEA與螯合劑及羥胺衍生物一起使用 AEEA可與沒食子酸(組成物11及13)—起使用以獲得與 該基材鋁及鈦金屬薄膜之良好相容性,亦即,低腐鈾速率 ,如以下表6中所示。將沒食子酸自2.5 %增加至7.5 %復溫和 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -67- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 五、發明説明(65) 地降低蝕刻速率。預期利用沒食子酸衍生物亦能獲得相似 的結果。 預期N,N-二乙基羥胺亦能獲得相似的結果。 實施例13 :鎢相容性 使用傳統半導體製程將約5000A鎢薄膜沉積於矽晶圓表 面。該金屬薄膜之厚度以4維四點探針,280型,測量以決 定該金屬薄膜之初始厚度。根據組成物13及14於分別之燒 杯中混合兩種含不同量AEEA之溶液。此等溶液係置於燒 杯且加熱至65 °C。然後將整個鎢基材浸入保持於65 °C之溶 液中20分鐘。然後將該樣品取出該溶液且立即以去離子水 沖洗以移除所有化學溶液。然後立即以乾燥氮氣吹拂該表 面以乾燥該樣品。然後再以四點探針測量該金屬薄膜之厚 度以獲得最後之厚度。表7顯示此等具有極小鎢侵蝕之組成 物。組成物14,含10%沒食子酸及40% AEEA,比含約7%沒 食子酸但45%AEEA之樣品13僅具有稍低之蝕刻速率。 與鎢之相容性對於半導體製程變得越來越重要。當該 裝置幾何形狀變得更小時,舖於該鎢上之金屬可以能會錯 排且可能使該表面暴露出來,該情況通常意指「暴露之鎢 插件」。第17A及17B圖正好係此等錯排之SEM圖譜。如 果該化學對於鎢而言侵鈾太過,可能會腐蝕或侵蝕該鎢且 可能會造成該基材上任何配線之分離,如第17C圖所示。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -68- 1293646 7 Β 五、發明説明(66) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
損失總厚 I無損失 123 cn °< °< <c lit CTn CN 寸 VO CNJ 寸 vn °< <c <N <C lit v〇 寸 v〇 IT) 1¾ 電 °< °< °< CO Csj CO 寸 <N 寸 < °< <c lit in 卜 v〇 CO cn o CO 寸 寸 寸 寸 °< 卜 <c <c lit o v〇 殺 | cn 1/Ί CS o csl 寸 寸 時間 m 麵 m φ O CO Φ Ο CNl φ O (N 侧 P ο〇 P II 卜 m 卜 卜 \ < CN CO
η: 水 3K 3¾ κ 摧 壊 壊 嫌 m 滕 tt °< 〇〇 1〇 °< °< 瘃 鍫 〇 τ—1 csl r- 卜 CN 〇〇 <Ν r- <N 盤 μ 1¾ °< °< < r—i OO 〇 O 卜 卜 <Ν 〇〇 <Ν r- csi lit m 水 °< SK On 寸 壊 壊 If m m b: °< <C <c 溫 鍫 CN CO Γν^\ oo 寸 1 _< CSI <-ϊ\ 螩 ON as OO fe( in: <C < °< 殺 \ < 〇〇 r- CNl r- r-H oo On o ON as oo 賴 m m Se φ φ 〇 C<l O CO O CM P P P υη \D VO 寸 VO (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1·裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -69- 1293646
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五、發明説明 (67 ) 欽鈾刻速率 損失總厚 無損失 123 無損失 < °< 1 lA -1 鈦蝕刻速率 鈾刻速率 •75 A/分 • 25 Α/分 最終厚度 544 A 429 A 2121k 2764A 2720A 2711A 最終厚度 2780A 2844A 初始厚度 544 A 552 A 2724A 2765A 1 2723A 2122k 初始厚度 2795A 2849A wn 鋁蝕刻速率 損失總厚 22 A 43 A 無損失 無損失. 無損失 無損失 vo 1 鋁蝕刻速率 | 蝕刻速率 0.2 A/分 無損失 最終厚度 4335 A 4207 A 10263A 10308A 10321A 10258A 最終厚度 10512A 9866A 初始厚度 4357A 4250 A ;10259A 10256A 10319A 10250A 初始厚度 10516A 9863A 時間 20分鐘 20分鐘 20分鐘 20分鐘 20分鐘 20分鐘 時間 20分鐘 20分鐘 溫度 75〇C 75〇C 65〇C 65〇C 65〇C 65〇C 溫度 65〇C 65〇C 組成物 cs 卜 oo Os 〇 組成物 τ—Η CO ♦ ^ 裝 ^ 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210><297公釐) -70- 1293646
7 B 五、發明説明(68 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -71 - 1293646 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(69) 圖案化之後,可接著以去離子水沖洗該基材,如果需 要的話,直到該去離子水之電阻率至少約1 8ΜΩ,其通常視 爲晶圓淸潔度之終點偵測。視情況需要,可利用溶劑,例 如,異丙醇、N-甲基-2-吡啶、有機酸類(例如檸檬酸、醋酸 等)或其組合進行中間沖洗。 沖洗之後,可接著以乾燥氮氣吹過該表面使該晶圓基 材乾燥,同時稍微單獨旋轉該晶圓(單一晶圓程序)或於晶圓 匣(吼次式晶圓程序)旋轉。 此等程序皆甩於以下之實施例14至21。 實施例15 :蝕刻殘餘物移除效能之比較 關於實施例15,第11A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜100 A TiN/〜10K A A1/〜250 A TiN/<100 A Ti 之 薄膜複合材料的圖案化特徵。見到該金屬線結構四周留有 蝕刻後殘餘物。然後將該圖案化基材浸於70 °C下分別含組 成物1、2及3之燒杯中達20分鐘。然後以去離子水沖洗且以 氮氣吹過該基材表面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查 該圖案化基材。第11 B、11 C及11D顯示該淸洗程序之後的 結果。組成物1能自該基材表面有效地移除蝕刻殘餘物’組 成物2及3亦同。 實施例1 6 :含螯合劑及氟化物之AEEA水溶液的效應 用習知半導體製程及技術於矽晶圓表面上沉積約10,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) -72- 1293646 A7 B7 五、發明説明(7〇) A之鋁及500 A之鈦作爲多層膜。該等薄膜之厚度係利用4 維四點探針,280型,測量以決定該金屬薄膜之初始厚度。 如表8所示,根據組成物15及16於燒杯中加熱至65°C,製備 溶液混合物。然後將該基材之樣品整個浸於該溶液中且保 持於60°C下20分鐘。然後將該樣品取出該溶液且立即以去 離子水沖洗以移除所有化學溶液。然後立即以乾燥氮氣吹 拂該表面以乾燥該樣品。然後再以四點探針測量該金屬薄 膜之厚度以獲得最後之厚度。結果表不AEEA與氣化錶之 組合侵略性地攻擊鋁但鈦則否。見於以下表9中所列的。 AEEA、AF及水在缺乏腐蝕抑制劑之情況下能提供無法接受 之鋁蝕刻但無鈦之蝕刻。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -73 - 1293646
7 B ^一 明説 明發 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6術 損失厚度 °< 無損失 最終厚度 536A 544A [ 初始厚度 537A 544A 1 損失厚度 無損失 544 A 最終厚度 10230A 6528A 初始厚度 10273A 10256A 1 時間 20分鐘 20分鐘 溫度 65〇C 65〇C 組成物1 5 組成物16 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) - 74- 1293646 A7 B7 五、發明説明(72 ) 實施例1 7至2 1 : AEEA、DGA及MEA蝕刻殘餘物移除效能之 經濟部智慧財產局員工消費合作枚印製 比較 關於實施例17,第12A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜250 A TiN/〜500 A A1/〜500 A TiN之薄膜複合材 料的圖案化特徵。該金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。然 後將該圖案化基材浸於70°C下分別含組成物1、2及3之燒杯 中達20分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表 面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。第 12B、12C及12D顯示該淸洗程序之後的結果。組成物1能自 該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物。 關於實施例18,第13A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜500 A SiON/〜14,000 A A1/〜1000 A TaN之薄膜 複合材料的圖案化特徵。該金屬線表面上留有蝕刻後殘餘 物。然後將該圖案化基材浸於70°C下分別含組成物11及13 之燒杯中達30分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該 基材表面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基 材。第13B、13C及13D顯示該淸洗程序之後的結果。組成 物1 3能自該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物而不會於 該金屬表面留下凹痕。 關於實施例19,第14A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜400 A TiN/〜4500 A A1/〜800 A TiN/〜100 A Ti之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Xπ?公釐) -75- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(73) 薄膜複合材料的圖案化特徵。該金屬線表面上留有蝕刻後 殘餘物。然後將該圖案化基材浸於70°C下分別含組成物7及 8之燒杯中達60分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該 基材表面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基 材。第14B、14C及14D顯示該淸洗程序之後的結果。組成 物7能自該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物而不會像含 DGA之組成物8侵蝕金屬表面那麼多。 關於實施例20,第15A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜500 A TiN/〜11,000 A A1/〜800 A Ti之薄膜複合 材料的圖案化特徵。該金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。 然後將該圖案化基材浸於75 °C下分別含組成物9及1 0之燒杯 .中達60分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表 面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。第 15B及15C顯示該淸洗程序之後的結果。組成物9能自該基 材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物而不會像含DGA及MEA 之組成物10侵蝕金屬表面那麼多。 關於實施例21,第16A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之導通孔的圖案化特徵。內側表面上留有蝕刻後 殘餘物。然後將該圖案化基材浸於65 °C下分別含組成物7及 8之燒杯中達30分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該 基材表面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基 材。第1 6B及1 6C顯示該淸洗程序之後的結果。組成物7能 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、1Τ
-76- 1293646 A7 B7 五、發明説明(74 ) 自該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物而不會侵蝕金屬 表面。 以下表8隨後說明實施例22至24之淸潔組成物15至21, 及預示性組成物22至30。實施例14至21所述之程序亦係用於 實施例22至24中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -77- 1293646 A7 B7 五、發明説明(75 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1〇 CNi —Η v〇 k m cs · —* CN vn 卜 m 卜 1〇 卜 VO 卜 V-» V) 卜 〇〇 1〇 m m 1 wn Ο I cn ra ο rg Ό cs 卜 oo CN W"> CO cs m cs 〇 〇 Ο ΙΟ 1—ί *—1 ι ι Ο ο ffi ο <Π fL, PQ 避 -½ PL, ^ < -½ * ^ < * 关 爷 •^ < < 餾关 m cs in VO 04 VO CS ι〇 CSJ to ΪΟ o o o o o o ο Ο Ο Ο f—1 *-Η 4 1 · 1 I Ο Ο Ο Ο m Μ 趟 氍 W U 翁 < 豳 <π <Π 枨 枨 Η 枨 Q 枨鸲Η CJ Q PQ 獅 Μ ω 靶轵w 賦您W Η V) UO XTi 1〇 l〇 卜O O —i CN CS 卜 卜 r- 卜 1 1 1 ϊ〇 O O 卅 < < 狴Η 埋 狴 狴 pLj mu 龆 m m 勧 m S oo” »〇 m o o o o vo 1 〇 CS < < Q o 寂 <Π W W W < w S S on S m < < z Q P 1-20 20 20 ο m 〇 CO \Τ) vo 〇 CO CNJ Ο CN * 1 1 〇 〇 〇 駿 狴 < 4π < 〇 < ω < Ο < 〇 < u < ο < ο < < Oh 〇 w m Η Q Q Q Q Q ο Q S S o l〇 1 〇 ON VO oo OO Ο cn 〇 CO Ό ΓΟ Ο 〇〇 S o W"i v〇 wn vn Ο vo 〇 CS o <c在 < < < < < < < < < < < < < < < w w w fll ω W ω W W W W W W W w pq ω pq w M w Μ w Μ w w w ω ¥ < < l-M < < < < < < < < < < < < < m vo 卜 〇〇 ON Ο cs CS CS 04 CO cs 寸 cs v〇 CN v〇 OJ O' CN OO CN ON CS 〇 cn 鬆. 鬆 盔 鬆 鬆 鬆 孩 鬆 iS 链 链 链 堪 堪 堪 。髮链If*!长鹧忉熙鏃併璣嗒ifQeimcslCSIg链键 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -78 1293646 五、發明説明(76) 化學名稱 縮寫 一異丙醇基羥胺 IPHA 氫氧化膽鹼 膽驗〇H 第三丁基兒茶酚 TBC 二甲基亞硕 DMSO 乙二胺四醋酸或其鹽 EDTA 氟化銨 AF 2-(2-胺乙基胺基)-乙胺 AEEDA 實施例22 :含羥胺組成物中AEEA與DGA蝕刻殘餘物移除 效能之間的比齩. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 關於實施例22,分別根據上述一般步驟之程序圖案化 且蝕刻含外加鈦及外加鋁層之薄膜的複合材料。該圖案化 基材最初於Hitachi SEM 6400掃描式電子顯微鏡下檢查。該 金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。然後將該圖案化基材浸 於65°C下分別含組成物15及16之燒杯中達20分鐘。然後以去 離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表面而乾燥。然後用 Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。組成物15及16皆能自 該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物。結果見於表9中。 實施例23 :含AEEA、羥胺及另一種二碳原子鏈結烷醇 合物之新混合及用過的組成物之蝕刻殘餘物移除效能 的比較 訂
本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -79- 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 _B7五、發明説明(77 ) 關於實施例23,分別根據上述一般步驟之程序圖案化 且蝕刻含外加鈦及外加鋁層之薄膜的複合材料。該圖案化 基材最初於Hitachi SEM 6400掃描式電子顯微鏡下檢查。該 金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。然後將該圖案化基材浸 於65°C下分別含組成物17及18之燒杯中達20分鐘。然後以去 離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表面而乾燥。然後用 Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。比較將圖案化基材浸 於新配成之組成物17及18配方中,以及將圖案化基浸於置 於操作溫度下約24小時之後的組成物1 7及1 8配方中。結果 見於表10中,顯示該溶液經保持於提高之溫度至少24小時 之後,會減弱組成物對該鋁及鈦之侵蝕。假設較具揮發性 之成分,DGA及MEA以提高之速率蒸發(與沸點較高之 AEEA相比),因此降低組成物中該MEA及DGA相對於 AEEA之含量,又假設結果使該薄膜之蝕刻速率隨時間而降 低。於根據本發明之組成物中,此等支撐含有例如AEEA 之較高沸點材料的優點。操作者所欲爲2至3天之儲藏期間 內有一致的、可預測的殘餘物移除劑之效能。該結果之解 釋亦與先前之實施例一致,揭示DGA對鈦之侵蝕比AEEA 更具侵蝕性,且MEA對鋁之侵鈾比AEEA更具侵蝕性。 實施例24 :含AEEA、DGA或該二者之組成物之鈾刻殘餘物 移除效能的比較 關於實施例24,分別根據上述一般步驟之程序圖案化 且鈾刻含外加駄及外加鋁層之薄膜的複合材料。該圖案化 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂
-80- 1293646 A7 _ B7五、發明説明(78 ) 基材最初於Hitachi SEM 6400掃描式電子顯微鏡下檢查。該 金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。然後將該圖案化基材浸 於55°C下分別含組成物19、20及21之燒杯中達20分鐘。然後 以去離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表面而乾燥。然後用 Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。與組成物20相比,組 成物19能自該基材表面有效地移除所有蝕刻殘餘物。另外 ,對於鋁表面組成物21顯示中等程度之結果,但對於該駄 表面呈現優越之結果,揭示AEEA及DGA於選擇例中之協 同效應。結果見於表10中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -81 - 1293646 A7 B7 五、發明説明(79 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鈦蝕刻速率 損失厚度 °< 〇 0.3 A 2.5A I無損失 無損失 無損失 133A 177A °< wn 最終厚度 536.3A 544.1A 534.1A 545.3A 54〇A 543A 408A 363A 49〇A 初始厚度 536.7A 544.4A 536.6A 545.lA 539.5A 542.3A j 54lA 54〇A 544A 鋁蝕刻速率 損失厚度 無損失 544 A* °< °< v〇 CN 無損失 I 無損失 無損失 °< oa un °< CO 最終厚度 10230A 6528A 9796A 10323A 10300A 10352A 10335A -! I 9453A 10027A 初始厚度 I0273A 10256A I 9800A l0349A l0250A I 10339A ! I0302A 9505A l0065A 時間 20分鐘 20分鐘 i- 20分鐘 20分鐘 I 20分鐘丨 20分鐘 20分鐘 20分鐘 20分鐘 溫度 65 °C 65〇C 65〇C 65〇C 65〇C 65〇C 55〇C 55〇C 55〇C 組成物 17 (0小時) 18 (0小時) 17 (24小時) I 18 (24小時)I On r—i CN 盔巇却{〇商蝤»^10嗽_1?5^唣_柃*鹚^瘃溫* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(_織格(2獻靖鲁 1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(8〇 ) 實施例25 :存在鋁時AEEA對鎢之腐蝕的影響 關於實施例25,第18A圖顯示於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查之結果,根據上述一般步驟之程序蝕 刻之後的金屬薄膜之圖案化特徵顯示暴露之插件。該金屬 線表面上留有蝕刻後殘餘物。然後將該圖案化基材浸於70 t下分別含組成物1、2及10之燒杯中達60分鐘。然後以去 離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表面而乾燥。然後用 Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。第18B、18C及18D分 別顯示經組成物1、2及10各淸洗程序鈾刻之後的結果。組 成物1,包含AEEA,能有效地移除金屬表面之鈾刻殘餘物 而不會腐鈾該鎢插件,亦不會侵蝕該鋁表面。組成物2侵蝕 該鈦層且留下該金屬線(第18D圖),且組成物10嚴重地侵蝕 .該鋁表面(第18C圖)。 實施例26 :沒食子酸對水件AEEA組成物之影響 關於實施例26,第19A圖證實於Hitachi SEM 6400掃描 式電子顯微鏡下檢查,顯示經過根據上述一般步驟之蝕刻 程序以後之〜250 A TiN/〜7000 A A1/〜500 A TiN之薄膜複合 材料的圖案化特徵。該金屬線表面上留有蝕刻後殘餘物。 然後將該圖案化基材浸於75 °C下分別含組成物6及1 5之燒杯 中達20分鐘。然後以去離子水沖洗且以氮氣吹過該基材表 面而乾燥。然後用Hitachi SEM 6400檢查該圖案化基材。第 19B及19C顯示該淸洗程序之後的結果。組成物6,包含 AEEA及水,(第19B圖)及組成物15(第19C圖)皆能自該基材 本紙張尺度適用中國國家襟準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-83- 1293646附件3’A :第91114689號專利申請案中文說明書替換頁 民國92年9月22日呈
申請曰期 91年 7月 1日 案 號 91114689 類 別 Cd Q ^ (以上各欄由本局填註) 雲|專利説明書 發明 中 文 半導體製程殘餘物移除用的組成物 一、新型名稱 英 文 Semiconductor process residue removal composition 名 (1) 李威敏 Lee,Wai Mun 姓 (2) 凱帝•依波Ip, Katy (3) t宣楝 Dinh,Xuan-Dung 籍 (1) 美國加州佛里蒙特亞布洛路四〇八九八號 國 一發明 40898 Abuelo Way, Fremont, CA 94539, USA 一、創作人 住 、居所 (2) 美國加州奧克蘭卡莫爾街二九一四號D座公寓 2914 Carmel Street, Apt· #D, Oakland, CA 94602, U.S·A (3) 美國加州聖荷西山特路二七五號 275 Senter Road, San Jose, CA 95111, Μ.ΖΛ. 姓 名 (1) 依凱希科技公司 EKC Technology, Inc· 奏 (名稱) 國 籍 (1) 美國 (1) 美國加州海沃德貝林頓廣場二五二〇號 三、申請人 、居所 2520 Barrington Court, Hayvard, CA 94545- 1163, USA (事務所) 代 表人 姓 名 (1) 李威敏 Lee, Wai Mun -.............. 本紙張尺度適用中國國家摞準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂 線 1293646 92. 9. 22 申請曰期 91年 7月 1日 案 號 91114689 類 別 (以上各櫊由本局填註)
訂 線 裝
1293646 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 92· 9·22α7 Β7 _五、發明説明(9 ) 另外,准予瓦德等人之美國專利案號5,928,430 ’命名 爲含羥胺之水性洗滌及淸潔組成物及其用途’揭示包含約 55%至70重量%之極性胺溶劑、約22.5至15重量%之鹼性胺’ 詳言之羥胺、當作腐蝕刻抑制劑之沒食子酸及水之水性洗 滌組成物。准予瓦德之美國專利案號5,41 9,779揭示含水、 22.5至15重量%之羥胺、55%至70%—乙醇胺及較達高達約10 重量%腐蝕抑制劑,詳言之選自兒茶酚、焦性沒食子酸、氨 茴酸、沒食子酸及沒食子酸酯。 其他淸潔型組成物,例如准予塔那巴等人之美國專利 案號 6,261,745中揭示的,命名爲灰化後處理液組成物及其 處理方法,揭示灰化後處理液組成物有機溶劑、水及乙炔 醇/烯氧化物加成物。 其他先前技藝,例如美國專利案號 6,372,050、 6,326,130、6,268,323、6,261,745、5,997,658、5,4 1 7,877 及 4,614,251,尤其證賓光阻洗滌液配方中各種胺類及其他化 合物造成之鋁金屬薄膜之腐蝕。 然而,積體電路之進一步發展及其製程已引發對於改 良殘餘物移除組成物及方法之需求。 關於殘餘物移除劑之一重要問題係允許之操作溫度。 通常,製造者爲降低顆粒數量且增加加工速度以較高溫度 爲佳。對於該操作溫度通常有三個限制:安全性、組成物 壽命及蝕刻速率。 通常所欲爲該操作溫度不得超過該混合物之閃火點。 該閃光點係使接近該液體表面之空氣中的液體形成可燃性 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) ~ --- -12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1293646 92. 9.2^ A7 B7 五、發明説明(16) 足以移除該基材之殘餘物及/或選擇性地蝕刻該基材之金屬 及/或金屬合金之溫度時接觸一段時間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實際上,發現二碳原子鏈結烷醇胺化合物將獲得降低 對若干基材,例如鈦,之侵蝕至實質上低於先前淸潔組成 物之値的殘餘物移除組成物。同時,含該二碳原子鏈結烷 醇胺化合物之組成物將獲得如殘餘物移除組成物之同等效 倉b 。 如本文之實例所述的,第1至19圖係顯示使用經選擇本 發明之組成物及方法實施例所達到之比較結果的掃描式電 子顯微鏡(SEM)照片。 除非另加註明,否則本文中所有的百分比皆係以重量 計。同樣地,「大約」該詞用於數値之參考範圍時,意指 該範圍中之數値,或該範圍兩端之數値。 如本文中使用的,關於組成物而言,「實質上不含」 及「實質上沒有」該等片語意指: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要成分包含具AEEA之烷醇胺、不具羥基胺類之極 性有機溶劑、水、有機溶劑、羥胺及羥胺衍生物,前述之 片語意指包含低於1.5 %,較佳低於約1 %,更佳低於約0.1 % 後文所述之特定元素的組成物; 主要成分包含螯合劑、腐鈾抑制劑、HF及HF鹽類、 表面活性劑等,前述之片語意指包含低於0.2%,較佳低於 約0.1%,最佳低於約0.01%後文所述之特定元素的組成物; 及 經界定本說明書中實質上不含例如金屬離子之微量污 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X297公釐) -19- 1293646 92. Q. 22 at _B7__ 五、發明説明(23) 鈦蝕刻速率(7 0°C 時)= .18[AEEA] + B [羥胺]*...。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 已知此係忽略協同效應的第一階回歸且僅對適用於適 合之組成物範圍,因此上二式可以合倂讀成: 鈦鈾刻速率(70°C時)= .18[AEEA] + .36[二乙二醇胺]+ B[羥胺] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等方程式之產生提供新穎的機構,因此能夠選擇化 合物以獲得可相搭配之,例如,鋁及鈦,蝕刻速率,或如 果有用的話,差異極大之鋁及鈦的蝕刻速率。當然,此等 相同之方法亦可用於其他基材,例如銅、鎢、合金、氮化 物、介電體等。於本發明之一實施例中,開發出更換該組 成物以達到對基材表面之複數種材料之非零的、正的蝕刻 速率之配方,其中該鈾刻速率係低的且對於半導體表面上 會碰到之各種基材金屬實質上係相等的。例如,如果處理 步驟產生鈦及鈦合金及鋁或鋁合金,可量身訂做該配方以 提供各化合物以小的蝕刻速率,其中對於各別經選定且暴 露於該配方之基材的蝕刻速率係,例如,於彼此之50%範圍 內,較佳於彼此之20%範圍內。爲達到鋁及鈦之相似蝕刻速 率,可能必須添加腐蝕抑制劑,例如兒茶酚。 於另一實施例中,製造者可能希望僅蝕刻經選定之基 材,且該配方亦可以調整以符合此等標準。本發明其中之 一實施例顯示無鈦之鈾刻及劇烈的鋁之蝕刻。 暴露於正常操作或處理條件時,較佳本發明之配方可 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 一 — -26 - I293p6462k :第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 58 實施例1 爲達比較之目的,於75 t下利用組成物A處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/Ti/Si〇2組成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 3 0分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第1圖係經此等處理之後 的掃描式電子顯微鏡(SEM)照片。於此照片中見到實質上切 割出來之二Ti層。
實施例2 於75 °C下利用組成物 B 處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/Ti/SiCh組成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 30分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第2圖係經此等處理之後 的SEM照片。於此照片中未見到實質上切割出來之下Ti層 ,但見到稍微切割出上Ti層。 實施例3
於75 °C下利用組成物 C 處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/Ti/Si02組成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 3 0分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第3圖係經此等處理之後 的SEM照片。見到切割出二Ti層。 實施例4 於75 °C下利用組成物 D 處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/Ti/Si〇2組成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 3 0分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第4圖係經此等處理之後 -61 - 1293 祕 ^第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 59 的SEM照片。於此照片中見到稍微切割出下Ti層,但未見 到切割出來之上Ti層。 實施例5
於75°C下利用組成物E處理含有由W/Ti/Si〇2組成之圖 案化金屬堆疊之半導體晶圓30分鐘以移除晶圓之加工殘餘 物。第5圖係經此等處理之後的SEM照片。未見到切割出 Ti層。 實施例6 於75 °C下利用組成物 F 處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/BPSG(磷矽酸硼玻璃)組成之圖案化金屬堆疊 之半導體晶圓30分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第6圖係經 此等處理之後的SEM照片。於此照片中未見到切割出下Ti 層。
實施例7 於75 °C下利用組成物 G 處理含有由 TiN/Al/Ti/TiN/Ti/Si〇2組成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 30分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第7圖係經此等處理之後 的SEM照片。未見到切割出來之上Ti層。 實施例8 於75 °C下利用組成物 Η 處理含有由 -62- 1293 祕 2A : 第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 60
TiN/Al/Ti/TiN/Ti/Si〇4fl成之圖案化金屬堆疊之半導體晶圓 30分鐘以移除晶圓之加工殘餘物。第8圖係經此等處理之後 的SEM照片。可見到切割出來之上Ti層。 上述實施例顯示先前技藝組成物B、D、E、F及G成 功地移除具有鈦金相基材之殘餘物但對該鈦金相僅會溫和 地侵蝕。增量之兒茶酚或沒食子酸對鈦金相會產生經改良 且減弱的侵蝕。該比較組成物A、C及Η皆顯示對該鈦金相 之實質侵蝕,甚至係使用二碳原子鏈結烷醇胺化合物而不 使用沒食子酸或兒茶酚時。如果沒食子酸或兒茶酚與二碳 原子鏈結烷醇胺化合物以外之烷醇胺化合物一起使用時, 該沒食子酸或兒茶酚對該鈦金相上之組成物並不會顯示呈 正向性減弱的侵蝕。 以下表2說明以下實施例9至20之清潔組成物1至14。 -63- 1293 2A : 第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 81 表面有效地移除所有蝕刻殘餘物。 可見含AEEA及一或多種以下之物:極性有機溶劑、 水、胺、其他烷醇胺、螯合劑及腐蝕抑制劑的配方能以低 的、商業上可接受之蝕刻速率提供銅及銅合金基材之蝕刻 殘餘物以優良之移除。於一實施例中,該等配方較佳實質 上不含羥胺。於許多配方中羥胺對銅具有侵蝕性。於若干 實施例中,使用羥胺,其中烷基可能部分遮蔽該官能基, 可能係有助益的,詳言之如果與AEEA與水、極性有機溶 劑、螯合劑、腐蝕抑制劑(例如,苯并三唑,眾所皆知其對 於銅層不具侵蝕性)等其中之一或多種結合的話。 亦可見到該AEEA爲主之配方不會侵略性地攻擊該基 材上之介電層。 對於該等熟於此藝之士復係明顯者爲本發明所示及所 述之各種形式之變化及細節皆可實行。所欲請求爲本文附 屬之申請專利範圍之精神及範圍內所包含之所有變化。上 述實施例僅係示範性,本發明之範圍應由以下之申請專利 範圍及請求倂入之申請案所延續及劃分之項目決定。 圖式簡單說明 第1-8圖示分別經實施例1-8所述之處理加以處理後的掃 描式電子顯微鏡(SEM)照片。 第9A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第9B及 9C圖示圖案化基材在75 °C下分別以組成物1及2處理60分鐘 (如實施例9所述)後之SEM照片。 -84- 1293碰 2A : 第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 82 第10A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第10B 、10C及10D圖示圖案化基材在7(^(:下分別以組成物1、2 及3處理20分鐘(如實施例14所述)後之SEM照片。 第11A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第11B 、11C及11D圖示圖案化基材在70°C下分別以組成物1、2 及3處理20分鐘(如實施例15所述)後之SEM照片。 第12A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第12B 、12C及12D圖示圖案化基材在70°C下分別以組成物1、2 及3處理20分鐘(如實施例17所述)後之SEM照片。 第13A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第13B 及13C圖示圖案化基材在70°C下分別以組成物11及13處理 3 0分鐘(如實施例18所述)後之SEM照片。 第14A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第14B 及14C圖示圖案化基材在70°C下分別以組成物7及8處理60 分鐘(如實施例19所述)後之SEM照片。 第15A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第15B 及15C圖示圖案化基材在75 °C下分別以組成物9及10處理60 分鐘(如實施例20所述)後之SEM照片。 第16A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第16B 及16C圖示圖案化基材在65 °C下分別以組成物7及8處理3 0 分鐘(如實施例21所述)後之SEM照片。 第17A及17B圖分別示暴露之鎢插件之後視圖及彎角示 意圖之SEM照片;第17C圖示經腐鈾之鎢插件之SEM照片 (如實施例1 3所述)。 -85- I293_ 2A : 第 91114689 號專利申請案 中文說明書替換頁 民國96年11月16日修正 83 第18A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第18B 、:18C及18D圖示圖案化基材在70°C下分別以組成物1、2 及10處理60分鐘(如實施例25所述)後之SEM照片。 第19A圖示圖案化基材於清洗前之SEM照片;第19B 及19C圖示圖案化基材在75°C下分別以組成物6及15處理20 分鐘(如實施例26所述)後之SEM照片。
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Claims (1)
1293646 __ 公告本 1 _ 附件4 第9 1 1 14689號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國96年11月16日修正 1. 一種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括1至 99重量%的2-(2-胺乙基胺基)-乙醇及1至99重量%的水,該 組成物實質上不含極性有機溶劑,其中該組成物能夠自包 括金屬及/或金屬合金部分及/或層之基材移除有機的、有機 金屬的及金屬氧化物殘餘物。 2. —種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括1至 99重量%的2-(2·胺乙基胺基)-乙醇及1至99重量%的水,該 組成物實質上不含螯合劑及/或腐蝕抑制劑,其中該組成物 能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或層之基材移除有機 的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。 3. —種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括1至 98重量%的2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、1至50重量%的水及0.1 至50重量%之具有以下結構式之化合物: X Y
N--Ο-R3 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物; 其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 2 1293646 在一起形成含氮之C4-C7雜環;且 其中該組成物能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或 層之基材移除有機的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。
4.一種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括1至 99重量%的2-(2-胺乙基胺基)-乙醇及0.01至15重量%的螯合 劑及/或0.1至10重量%的腐蝕抑制劑,該組成物實質上不含 具有以下結構式之羥胺及/或羥胺衍生物: X -Ο-R3 Y’ 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;
其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 在一起形成含氮之C4-C7雜環;且 其中該組成物能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或 層之基材移除有機的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。 5.—種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括: 5至90重量%的2-(2-胺乙基胺基)-乙醇; 2至49重量%的極性有機溶劑; 0.01至15重量%的沒食子酸;及 至少一者以下所列之組合: (i)包含基於殘餘物移除用的組成物之重量計爲0.1至 -2- 3 1293646 50重量%之具有以下結構式之化合物的水溶液: X N-〇-R3 Ί 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物; 其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 在一起形成含氮之C4-C7雜環;及 (ii) 一種2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鍵結烷 醇胺化合物,該化合物具有以下之結構式:
其中R!、R!’、R2、R2’及R3於各情況中係各自獨立地爲 氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合 物, 其中Z係具有式-(-Q-CH’-CH’-S•之基團,俾使m 係0至3之整數,R!、R!’、112及R2’可於各重覆單元中各自獨 立界定,如果m>l,於上述此等部分之參數的範圍內,Q可 於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立地 -3- 4 1293646 爲-〇-或-NR3-;且 其中X及Y係,於各情況中各自獨立地爲氫或含C — C7 之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有式CH’-CR2R2’-Z-F之基團,F係-〇-R3或-NR3R4,其中 R4係依以上 L、R〆、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、R!、R!’、R2 、1^’及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一起形成含氮 之C4-C7雜環, 其中該組成物能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或 層之基材移除有機的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。 6. —種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包括: 5至90重量%的2-(2-胺乙基胺基)-乙醇; 2至49重量%的極性有機溶劑;及 0.01至15重量%的二羥基苯化合物, 其中該組成物能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或 層之基材移除有機的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。 7. —種半導體製程殘餘物移除用的組成物,其包含: 51 %及70%間至少一具有以下結構式之烷醇胺: X Y
Ri· R2' I I -1-1-z-0-R3 Ri R2 其中R!、R!’、R2、R2’及R3於各情況中係各自獨立地爲 氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合 5 1293646 物, 其中z係具式-(-Q-cm’-ci^Hn^之基團,俾使m係 0至3之整數,Ri、Ri’、R2及R2’可於各重覆單元中各自獨立 界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q可於 各重覆單兀中各自獨JX界疋,如果m>l ’各Q係獨立地爲· 〇-或-NR3-;且
其中X及Y係,於各情況中各自獨立地爲氫或含Ci-Cv 之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有式CH’-CR2R2’-Z-F之基團,F係-0-R3或-NR3R4,其中R4係依以上 R!、R!’、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、R!、R,’、R2 、R2’及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一起形成含氮 之C4-C7雜環, 附帶條件爲該組成物之至少30重量%係2-(2-胺乙基胺基 )-乙醇; 3%及25%之間的水;
3%及25%之間具有以下結構式之羥胺化合物: X、 N-Ο-R3 r 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且 其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 -5- 6 1293646 在一起形成含氮之C4-C7雜環;及 1 %及10%之間的腐蝕抑制劑或螯合劑, 其中該組成物能夠自包括金屬及/或金屬合金部分及/或 層之基材移除有機的、有機金屬的及金屬氧化物殘餘物。 8 ·如申請專利範圍第1、3或5項中任一項之組成物,其 另包括螯合劑、腐蝕抑制劑或該二者。 9·如申請專利範圍第1至7項中任一項之組成物,其另包 括氫氟酸與實質上不含金屬離子之鹼的鹽類。 10·如申請專利範圍第1、2或6項中任一項之組成物,其 另包括具有以下結構式之羥胺化合物:
其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且 其中X及Y係各自獨立爲氫或含1至7個碳原子之線性 的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結在 一起形成含氮之C4-C7雜環。 11·如申請專利範圍第10項之組成物,其中R3係氫且其 中X及Y係各自獨立爲氫或含1至3個碳原子之線性碳氫化 合物。 12·如申請專利範圍第1至4或6項中任一項之組成物,其 另包括2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鍵結烷醇胺化 7 1293646 合物,該化合物具有以下之結構式: Ri* R2, x\ I I N 一c —c —z —-o —r3 I I R1 r2 其中R!、R!’、R2、R2’及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 , 其中Z係含有式之基團,俾使m 係0至3之整數,R!、R/、112及R2’可於各重覆單元中各自獨 立界定,如果m>l,於上述此等部分之參數的範圍內,Q可 於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立地 爲-0-或-NR3-;且 其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫或含匕-(:7之 線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有式CH’-CR2R2’-Z-F之基團,F係-0-R3或-NR3R4,其中匕係依以上 Ri、Ri’、R2、r2’及r3之相同方式界定,且Z、R!、r,’、r2 、R2’及R3界定如上,或其中x及Y係鍵結在一起形成含氮 之C4-C7碳環。 13. 如申請專利範圍第12項之組成物,其中該2-(2-胺乙 基胺基)-乙醇以外之二碳原子鍵結烷醇胺化合物具有高於 100°C之閃火點、高於2〇(TC之沸點或該二者。 14. 如申請專利範圍第12項之組成物,其中該2-(2-胺乙 8 1293646 基胺基)-乙醇以外之二碳原子鍵結烷醇胺化合物具有高於 100°C之閃火點及高於200°C之沸點,且存有少於該組成物 之10重量%以下之含量。 15·如申請專利範圍第12項之組成物,其中該2_(2_胺乙 基胺基)-乙醇對該2-(2-胺乙基胺基)-乙醇以外之二碳原子鍵 結烷醇胺化合物之比率係大於1 : 1。 16·如申請專利範圍第1、3或5項中任一項之組成物,其 中該組成物實質上不含螯合劑、腐蝕抑制劑或該二者。 17·如申請專利範圍第1、2或6項中任一項之組成物,其 中該組成物實質上亦不含羥胺及/或羥胺衍生物,該羥胺及/ 或羥胺衍生物具有以下之結構式: X
其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且 其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 在一起形成含氮之C4-C?雜環。 18. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之組成物,其中 該組.成物實質上亦不含氫氟酸與實質上不含金屬離子之鹼 的鹽類。 19. 如申請專利範圍第1或2項之組成物,其中該組成物 -8 - 1293646 g 實質上由2_(2·胺乙基胺基)-乙醇及水組成。 20_如申請專利範圍第1至3項中任一項之組成物,其中 該組成物實質上由2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、水及具有以下,結 構式之化合物組成: λ、 Ν—〇—r3
Y 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且 其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及Y係鍵結 在一起形成含氮之C4-C7雜環。
21.如申請專利範圍第1項之組成物,其中該組成物本質 上係由2-(2-胺乙基胺基)-乙醇、水及2-(2-胺乙基胺基)-乙醇 以外具有以下結構式之二碳原子鍵結烷醇胺化合物組成: X Y
IV r2, I I -C-C 2 0 R3 I I R1 R2 其中R!、R!’、R2、R2’及R3於各情況中係各自獨立爲氫 或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環狀的碳氫化合物 其中Z係含有式之基團,俾使m -9- 10 1293646 係0至3之整數,Ri、Ri’、R2及R2’可於各重覆單元中各自獨 立界定,如果m> 1,於上述此等部分之參數的範圍內,Q可 於各重覆單元中各自獨立界定,如果m>l,各Q係獨立的-〇-或-NR3-;且
其中X及Y係,於各情況中各自獨立爲氫或含C卜匕之 線性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或具有式CH’-CR2R2’-Z-F之基團,F係-0-R3或-NR3R4,其中R4係依以上 R!、Ri’、R2、R2’及R3之相同方式界定,且Z、R!、R!’、R2 、R/及R3界定如上,或其中X及Y係鍵結在一起形成含氮 之C4-C7雜環。 22. 如申請專利範圍第2至4或7項中任一項之組成物,其 另包括極性有機溶劑。 23. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之組成物,其另 包括水。
24·如申請專利範圍第4至6項中任一項之組成物,其中 該組成物實質上亦不含水。 25. 如申請專利範圍第6及7項中任一項之組成物,其中 該螯合劑、腐蝕抑制劑或二羥基苯化合物包括兒茶酚。 26. 如申請專利範圍第8項之組成物,其中該螯合劑、腐 蝕抑制劑或二羥基苯化合物包括兒茶酚。 27·如申請專利範圍第6項之組成物,其另包括水及具有 以下結構式之化合物: -10- 11 1293646 \ N-〇-R3 Ί 其中R3係氫或含1至7個碳原子之線性的、分支的或環 狀的碳氫化合物;且
其中X及Y係各自獨立地爲氫或含1至7個碳原子之線 性的、分支的或環狀的碳氫化合物,或其中X及γ係鍵結 在一起形成含氮之C4-C7雜環。 28.如申請專利範圍第1至7項中任一項之組成物,其中 該組成物之閃火點係高於130°C。 29·如申請專利範圍第1至7項中任一項之組成物,其中 該組成物實質上不含沸點低於215 °C、閃火點低於125 °C或 該二者之有機成分。
30.如申請專利範圍第7項之組成物,其中該羥胺化合物 包括羥胺;其中該腐蝕抑制劑、該螯合劑或該二羥基苯化 合物包括兒茶酚;且其中該組成物實質上不含沸點低於2 1 5 °C之有機成分。 3 1 ·如申請專利範圍第8項之組成物,其中該羥胺化合物 包括羥胺;其中該腐蝕抑制劑、該螯合劑或該二羥基苯化 合物包括兒茶酚;且其中該組成物實質上不含沸點低於2 i 5 t之有機成分。 3 2 ·如申請專利範圍第9項之組成物,其中該羥胺化合物 包括羥胺;其中該腐蝕抑制劑、該螯合劑或該二羥基苯化 合物包括兒茶酚;且其中該組成物實質上不含沸點低於21 5 _ 11 - 12 1293646 °C之有機成分。 33.如申請專利範圍第10項之組成物,其中該經胺化合 物包括羥胺;其中該腐蝕抑制劑、該螯合劑或該二經基苯 化合物包括兒茶酚;且其中該組成物實質上不含沸@彳氏& ^ 1 5 °C之有機成分。 -12-
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