TWI472579B - 高負電動勢多面體倍半矽氧烷組合物以及無損害半導體濕式清潔方法 - Google Patents
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Description
此申請案係關於及聲明2007年11月13日提出申請之美國專利申請案第60/987,706號之優先權和權益，茲將該案全文以引用方式納入本文中。
本揭示係關於包括多面體倍半矽氧烷鎓鹽之組合物及該組合物用於半導體基板濕式清潔之方法，更特定言之，係關於在高pH溶液中之水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷鎓鹽於清潔半導體基板之用途，其特別可用以自該基板移除奈米大小的粒子。
半導體製造期間內，施以的許多方法會形成非常細的奈米大小粒子(“奈米粒子＂)。因為小尺寸和相當高的表面黏著力存在，所以非常難有效地移除這些非常小的奈米粒子。已知的半導體清潔組合物，如氨-過氧化物-水，其被稱為SC-1，”標準清潔劑1(standard clean 1)”，通常無法移除奈米粒子或無法以無損於半導體表面和鄰近粒子的結構之方式移除這些粒子。隨著裝置尺寸持續減小，自半導體表面有效移除奈米粒子的需求變得更為迫切。隨著裝置尺寸持續減小，由於粒子的小尺寸和半導體表面和結構損害的無法接受度之提高，移除奈米粒子的難度更為提高。達到此二目標，移除奈米粒子的目標和避免損及半導體表面和區域中之結構的目標，有其重要性存在。因此，對於提供自半導體裝置無損害、有效移除奈米粒子之改良的組合物和方法有持續需求存在。
本發明提出問題之解決方式及用以提供自半導體裝置無損害、有效移除奈米粒子之改良的組合物和方法之持續需求的解答。
一具體實例中，本發明係關於自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
另一具體實例中，本發明進一步係關於用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其中鎓鹽具有通式：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
另一具體實例中，本發明進一步係關於用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其通式為
Sin
O5n/2 n-
其中n在約6至約20的範圍內；和其中該鎓具有通式：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
另一具體實例中，本發明進一步係關於用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其中多面體倍半矽氧烷具有式Si8
O20 8-
，和結構(I)：
其中該鎓具有通式(II)：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P；
(c)包含過氧化氫之氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
一具體實例中，此組合物係藉由在約50℃至約85℃的溫度合併包括下列成份而得：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。此具體實例中，雖然成份於合併時會交互作用而使得所得的物種因為合併而有某些程度的改變，這些成份合併製得用於此處所述用途之組合物。
一具體實例中，水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷和/或水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷鎓鹽係藉由使四級鎓氫氧化物與二氧化矽以實質上1：1的化學計量比一起於約55℃至約85℃的提高溫度範圍內反應而製得。四級鎓氫氧化物與二氧化矽以實質上1：1的化學計量比於提高溫度之反應的產物係本發明之水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷和/或水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷鎓鹽且，一具體實例中，如果非以實質上1：1的化學計量比於提高溫度進行，則不會得到本發明之水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷和/或水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷鎓鹽。亦即，一具體實例中，藉此反應以此比例和溫度得到的產物與以前技術的四級矽酸銨不同。
因此，在前述具體實例中，本發明提供一種新穎且有效的組合物，其可用以清潔積體電路和半導體表面，且特別可用以自該表面移除奈米粒子。
另外的具體實例中，本發明特別係關於在前段製程(FEOL)加工期間內，用以清潔積體電路表面之方法，其中，前述之根據本發明之組合物用於此清潔，使得表面被有效地清潔且不會蝕刻介面材料、含矽的導體和半導體材料或金屬中之一或多者。當然，如將認知者，此組合物和方法可以有利地用於半導體製法中之FEOL以外的其他方法和/或點。根據本發明之方法中，前述組合物施加於表面且，表面於之後以不含金屬的水清洗，得到有效清潔並移除粒子(包括奈米粒子)，同時防止被清潔的表面之任何實質量的蝕刻，即，防止蝕刻程度損及產品。
因此，本發明針對用於有效清潔和粒子移除組合物之需求，該組合物能夠提供所須的清潔且不會使得被清潔的表面有任何實質蝕刻程度。
應瞭解的是，下文所描述的程序步驟和結構不構成半導體裝置或積體電路製造之完整的程序流。本發明可結合此技術目前使用的製造技巧實施，且甚至於含括一般實施的程序步驟僅為用以瞭解本發明所須者。
回應改良的粒子移除和清潔用組合物之新發展和長久需求二者，本發明者已發展用於半導體濕式清潔的高負電動勢多面體倍半矽氧烷組合物。本發明針對問題(1)提供有效的奈米粒子和清潔效率並維持無損害的二氧化矽和矽表面；和(2)提供增進的電動勢，以達到高粒子移除效能(PRE)，特別是關於奈米粒的移除效能。
本發明使用如在強鹼性溶液中製得的多面體倍半矽氧烷鎓鹽及用於半導體濕式清潔調配物的氧化劑。本發明者發現多面體倍半矽氧烷和鹼之間的增效效果，其可增進在粒子表面和半導體表面上的電動勢，導致高粒子移除效能(PRE)。由於多面體倍半矽氧烷鹽所具有的化學結構類似於許多半導體表面(如，二氧化矽、矽..等)，所以，具有多面體倍半矽氧烷鹽之本發明之調配物不會損害半導體表面或使任何損害最小，所得損害程度適用於下一代的ULSI裝置尺寸(即，奈米範圍內的尺寸)。本發明之組合物用於以無損害地實施半導體奈米尺寸清潔。本發明之組合物優於目前可資利用的半導體清潔調配物之處在於其(1)提供無損害清潔；和(2)有效地移除奈米粒子。
一具體實例中，本發明係關於一種用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
一具體實例中，本發明之組合物包括多面體低聚合的矽酸鹽，此處將其稱為多面體倍半矽氧烷陰離子，其通式為Sin
O5n/2 n-
。一具體實例中，n值在約6至約20的範圍內。一具體實例中，此多面體倍半矽氧烷陰離子包括具有式Si8
O20 8-
的結構，其中n=8。許多具體實例中，此多面體倍半矽氧烷鎓鹽包括具有式Si8
O20 8-
的結構，其中n主要的值是8，即，組合物的主要部分的n=8，但亦可以有其他多面體倍半矽氧烷陰離子(包括n=6、10、12、14、16和或18)的混合物存在。
除了多面體倍半矽氧烷的鎓鹽以外，此組合物進一步包括鹼。一具體實例中，此鹼是氫氧化銨和/或四級氫氧化銨，如，一具體實例中，氫氧化四甲銨。適當的鹼為此處所述者。
除了多面體倍半矽氧烷的鎓鹽和鹼以外，此組合物進一步包括氧化劑。一具體實例中，此氧化劑係過氧化氫或其他不含金屬的氧化劑，如，次氯酸銨、次氯酸四甲銨、次氯酸四乙銨..等)。
其他具體實例中，本發明之組合物可以進一步包括界面活性劑、鉗合劑和有機溶劑。
一具體實例中，本發明之組合物包括DI-水或其他高純度、實質上或完全不含金屬的水。
大多數的具體實例中，此組合物主要為水性，但可包括重要比例的水溶性或水可互溶的有機溶劑。一些具體實例中，在根據本發明之組合物中，有機溶劑的含量可以大於水含量。
一具體實例中，此多面體倍半矽氧烷陰離子具有式Si8
O20 8-
，且具有被視為下列者的結構式：
前述多陰離子的適當平衡離子包括任何非金屬陽離子。一具體實例中，此非金屬陽離子是鎓。一具體實例中，此非金屬平衡離子是銨、四級銨或四級鏻。一具體實例中，此鎓具有通式：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P。
因此，一具體實例中，本發明係關於一種用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其中鎓具有通式：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P。
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
另一具體實例中，本發明係關於用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包括：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其通式為
Sin
O5n/2 n-
其中n在約6至約20的範圍內；其中該鎓具有通式：
其中R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
另一具體實例中，本發明係關於用以自積體電路基板移除微粒物質之組合物，其包含：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鎓鹽，其中多面體倍半矽氧烷陰離子具有式Si8
O20 8-
，和結構(I)：
其中該鎓具有通式(II)：
其中式(II)中，R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水。
一具體實例中，此多面體倍半矽氧烷係Si8
O20 8-
，鎓係四甲銨，而多面體倍半矽氧烷的鎓鹽具有下示結構：
其中八個頂上的氧原子中之每一者上的負電荷被來自四甲銨離子之一的正電荷所平衡。注意到的是此結構中，和所有其他結構種，數量眾多的水分子與所示化合物和離子結合。為了較清楚，故未明確示出這樣的水分子，但嫻於此計術者不難理解，通常有這樣的水分子存在。
根據本發明之組合物的pH為8或更高。一具體實例中，此組合物的pH在8至約14的範圍內，另一具體實例中，此組合物的pH在約10至約12的範圍內，而在另一具體實例中，此組合物的pH在約11至約13的範圍內，且在另一具體實例中，此組合物的pH在約10至約13的範圍內。
一具體實例中，此組合物包含約0.1重量%至約10重量%的多面體倍半矽氧烷鹽。一具體實例中，此組合物包含約0.25重量%至約5重量%的多面體倍半矽氧烷鹽。一具體實例中，此組合物包含約0.5重量%至約1.5重量%的多面體倍半矽氧烷鹽。一具體實例中，此組合物包含約0.6重量%至約0.85重量%的多面體倍半矽氧烷鹽。一具體實例中，此組合物包含約0.69重量%至約0.83重量%的多面體倍半矽氧烷鹽，而在一具體實例中，約0.78重量%的多面體倍半矽氧烷鹽。
此處的一些實例中，組合物的成份之濃度，及方法中使用的組合物，此二者皆根據本發明，係以”C”表示。”C”為相對於標準清潔組合物(SC-1)的成份之濃度所定義之濃度。每一成份的”C”值不同。用於此目的，SC-1中的每一成份之濃度”C”係相對於合併1.0克的29重量%氫氧化鋁溶液、1.5克的30重量%過氧化氫溶液和50克的水而製得的SC-1組合物而得。此SC-1調配物中可添加適當含量的多面體倍半矽氧烷鎓鹽，以得到本發明的基礎組合物。基於前述者，得到此處所用之每一個成份的”C”值。因此，如此處所用者，氫氧化銨的”C”值為0.56重量%；過氧化氫的”C”值為0.86重量%；多面體倍半矽氧烷四甲銨的”C”值為4.64重量%。因此，例如，一具體實例中，多面體倍半矽氧烷四甲銨的濃度約0.17C，且此相當於多面體倍半矽氧烷四甲銨的含量為0.78重量%。用於多面體倍半矽氧烷和SC-1的標準組份以外的化學組份，”C”值可計算如下：
C組份
=0.032616x組份的分子量(MW)。
一具體實例中，氧化劑是或包含過氧化氫。其他具體實例中，氧化劑是或包含非金屬次氯酸鹽，如，次氯酸銨或次氯酸四級銨或四級鏻(如，次氯酸四甲銨)。一具體實例中，氧化劑是或包含一或多種過碘酸的四級銨或鏻(如，過碘酸四甲銨)或臭氧。前述四級銨或膦氧化劑可包含此處用於任何其他四級銨或鏻化合物所定義的任何烷基或烷氧基。亦可以有利地使用前述氧化劑的任何組合。
一具體實例中，此組合物包含約0.01重量%至約10重量%的氧化劑。一具體實例中，此組合物包含約0.05重量%至約5重量%的氧化劑。一具體實例中，此組合物包含約0.2重量%至約2重量%的氧化劑。一具體實例中，此組合物包含約0.1重量%至約1重量%的氧化劑。此氧化劑可以溶液形態加入，如，市售的過氧化氫，其可以30重量%H2
O2
取得，且適當量的此市售製劑可用以達到所欲濃度。
一具體實例中，不含金屬離子的鹼包含氨、氫氧化銨、鎓氫氧化物或它們的二或更多者之任何組合。一具體實例中，此鎓氫氧化物具有通式(III)：
其中在式(III)中，R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者獨立地為H、烷基、烷氧基或烷醇C1
-C18
基，且A=N或P。一具體實例中，A=N且R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者為烷基，且此鹼為四烷基氫氧化銨。一具體實例中，A=P且R1
、R2
、R3
和R4
中之每一者為烷基，且此鹼為四烷基氫氧化鏻。一具體實例中，每一個烷基是甲基，且一具體實例中，每一個烷基是乙基。
沒有金屬離子且適用於本發明的鹼包括下列之任何一或多者。一具體實例中，如前述者，此鹼為四級氫氧化銨，如，四烷基氫氧化銨(包括含羥基和烷氧基的烷基，其烷基或烷氧基通常具有1至4，但至多18，個碳原子)或相對應的四烷基鏻化合物。一具體實例中，此鹼包含四甲基氫氧化銨和三甲基-2-羥乙基氫氧化銨(膽鹼)中之一或多者。其他可用的四級氫氧化銨的例子包括：三甲基-3-羥丙基氫氧化銨、三甲基-3-羥丁基氫氧化銨、三甲基-4-羥丁基氫氧化銨、三乙基-2-羥乙基氫氧化銨、三丙基-2-羥乙基氫氧化銨、三丁基-2-羥乙基氫氧化銨、二甲基乙基-2-羥乙基氫氧化銨、二甲基二(2-羥乙基)氫氧化銨、一甲基三(2-羥乙基)氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、一甲基三乙基氫氧化銨、一乙基三丙基氫氧化銨、一甲基三丁基氫氧化銨、一乙基三甲基氫氧化銨、一乙基三丁基氫氧化銨、二甲基二乙基氫氧化銨、二甲基二丁基氫氧化銨..等及其混合物。如所注意到者，一具體實例中，此鹼包含相關於前述銨化合物之任何者的鏻化合物，和一具體實例中，此鹼可包含前述任何銨化合物與前述鏻化合物之混合物。
其他具體實例中，此鹼可包括氫氧化銨、有機胺(特別是烷醇胺，如，2-胺基乙醇、1-胺基-2-丙醇、1-胺基-3-丙醇、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、2-(2-胺乙基胺基)乙醇、2-(2-胺乙基胺基)乙胺..等)和其他有機強鹼(如，胍、1,3-戊二胺、4-胺甲基-1,8-辛二胺、胺乙基哌嗪、4-(3-胺丙基)嗎啉、1,2-二胺基環己烷、參(2-胺乙基)胺、2-甲基-1,5-戊二胺和羥基胺)。如前述者，一具體實例中，此鹼包含與前述銨化合物相對的鏻化合物中之一或多者。
因為可能發生之殘留的金屬污染會損及基板(如，半導體材料)，所以不應使用含有金屬離子(如，鈉或鉀)的鹼。
一具體實例中，此鹼存在的濃度範圍係以四甲基氫氧化銨計之約0.01重量%至約25重量%。一具體實例中，此鹼存在的濃度範圍係以四甲基氫氧化銨計之約0.1重量%至約10重量%。一具體實例中，此鹼存在的濃度範圍係以四甲基氫氧化銨計之約1重量%至約5重量%。一具體實例中，鹼以四級氫氧化銨或鏻以足以使得組合物的pH維持在pH 10至pH 13的範圍內的濃度添加。
一具體實例中，鹼的存在濃度範圍係以氨為基礎之約0.01重量%至約10重量%。一具體實例中，鹼的存在濃度範圍係以氨為基礎之約0.1重量%至約7重量%。一具體實例中，鹼的存在濃度範圍係以氨為基礎之約1重量%至約5重量%。一具體實例中，此鹼以氫氧化銨或鏻以足以使得組合物的pH維持在pH 10至pH 13的範圍內的濃度添加。
一具體實例中，使用額外的鹼組份(特別是氫氧化銨)的任何一或多者與前述四烷基氫氧化銨之混合物。一具體實例中，不含金屬離子的鹼為氫氧化銨(溶解於水中的氨)和四甲基氫氧化銨之混合物。
一具體實例中，此組合物進一步包含金屬鉗合劑。適當的金屬鉗合劑為下文揭示者。
一具體實例中，此組合物進一步包含界面活性劑。適當的界面活性劑為下文揭示者。
一具體實例中，此組合物進一步包含與水互溶的有機溶劑。適當的有機溶劑為下文揭示者。
電動勢為存在粒子之剪切面(其與表面有一小段距離)處的電位。
粒子，如在蝕刻和其他半導體加工步驟期間內形成的粒子(包括奈米粒子)，施以清潔或清洗液時，可被視為分散於清潔或清洗溶液中的膠態粒子。分散於溶液中的膠態粒子因為它們的離子特性和偶極屬性而帶有電荷。分散於溶液中的每一個膠態粒子被帶有相反電荷的離子(此被稱為固定或Stern層)所圍繞。Stern層之外，有帶相反極性的離子之有變化的組合物存在，形成一個霧狀區域。此區域是所謂的擴散層，且整個區域呈現電中性。
因此，在粒子-液體介面區域，電雙層形成在基板表面上。此雙層可被視為由兩個部分所組成：內部的Stern層區域(其包括與基板表面結合相當強烈的離子)及外部的擴散層或區域(其中，離子分佈由靜電力和隨機的熱移動之平衡來決定)。因此，此外部擴散區域的電位隨著與表面的距離而遞減，直到至某些距離處變為零。
電動勢與粒子的表面電荷、介面處之任何吸附的層及粒子懸浮於其中之環繞介質的本質和組成有關。電動勢可以下列Smoluchowski式計算：
大多數的材料浸於水中時會具有電動勢。大多數粒子具有負表面電荷。
通常，不同的力控制粒子移除，此取決於粒子尺寸。關於粒子自指定表面移除，必須藉由合併ζ力和流動拖曳力(即，因溶液在表面上移動而施用於粒子的物理力)來克服黏著力。粒子尺寸約100奈米或較高時，流動拖曳力控制粒子自指定表面之移除。當粒子尺寸約30奈米或較小時，ζ力控制粒子自指定表面之移除。當粒子尺寸介於約30奈米和約100奈米之間時，ζ力和流動拖曳力二者皆重要，且可二者皆存在。通常，電動勢越高，即，電動勢負值越大，ζ力越高，且粒子之移除越佳。可能之最高電動勢為最所欲者，即，電動勢的最大負值為最所欲者。
隨著半導體工業的尺度尺寸的持續降低，對於留在半導體表面上的粒子尺寸要求也越嚴格。亦即，用於小尺度，較小粒子可成為問題，而在較大尺度中，相同的粒子可能不會顯現這樣的問題。因此，例如，於2005年時，於100奈米臨界尺度程度，在FEOL(前段製程)中之粒子的尺寸限制為50奈米而在BEOL(後段製程)中之粒子的尺寸限制為100奈米，於2008年時，於70奈米臨界尺度程度，在FEOL中之粒子的尺寸限制為35奈米而在BEOL中之粒子的尺寸限制為70奈米。在2014年之前，於35奈米關鍵尺度程度，在FEOL中之粒子的尺寸限制為18奈米而在BEOL中之粒子的尺寸限制為36奈米。因此，有效地移除越來越小的粒子也變得越來越重要。本發明提供有效移除此小粒子之組合物和方法。
本發明者已發現，在適當相對濃度，使用本發明之組合物，可對電動勢達到增效影響，以自積體電路或半導體裝置表面移除粒子(特別是奈米粒子)。本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽和鹼之間的電動勢增效效果示於圖1。多面體倍半矽氧烷的純淨鎓鹽或純淨的鹼皆未顯示較高的電動勢。然而，多面體倍半矽氧烷的鎓鹽和鹼之混合物觀察到增進的電動勢(至高為高於純組份的1~3倍)。
一具體實例中，半導體裝置和積體電路裝置表面的細粒物質污染為本發明之組合物和方法的主要目標。一具體實例中，微粒物質包含奈米粒子。一具體實例中，此微粒物質包含主要部分之粒子尺寸在約0.1奈米至約80奈米範圍內的粒子。一具體實例中，此微粒物質包含主要部分之粒子尺寸在約0.5奈米至約50奈米範圍內的粒子。一具體實例中，此微粒物質包含主要部分之粒子尺寸在約0.5奈米至約30奈米範圍內的粒子。一具體實例中，此微粒物質包含主要部分之粒子尺寸在約1奈米至約10奈米範圍內的粒子。
本發明中所用之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽可製自，例如，美國專利案第5,047,492號，實例8(a)，中概述之方法，其藉由，如，四甲基氫氧化銨與沉澱矽酸之反應。欲得到所欲之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽，反應物的比例應為或非常接近以莫耳為基礎之1：1，且反應溫度應為約60℃，且在一具體實例中，反應溫度可由約50℃至約85℃。此反應可以於較低溫度引發，但須提高溫度以得到所欲的多面體倍半矽氧烷陰離子。
藉此製得之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽具有通式[M+ n
(Sin
O5n/2
)n-
](其中n為約6至約20的偶數整數，雖然亦可為較高的n值)。一具體實例中，其式為[M+ 8
(Si8
O20
)8-
](此處n=8)，其中的M代表不含金屬的陽離子，其於一具體實例中為四甲銨。一具體實例中，此產物包含具有前示結構(1)的多面體倍半矽氧烷。一具體實例中，前示反應之反應產物主要包括式[M+ n
(Sin
O5n/2
)n-
](其中n=8)，但亦可包括多面體倍半矽氧烷的鎓鹽(其中n=6至n=約20，其中n為偶數整數，即，6、8、10、12、14、16、18或20，且可能為較高的n值)。雖然未限於理論，但理論上，不會形成，或如果短暫地形成奇數值的n(如，7、9、11..等)，將會自動重組成其中n為偶數整數的結構。
本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽亦可藉四級氫氧化銨與TEOS或與發煙矽石之反應製得。所有的情況中，莫耳比應實質上為1：1且於前文揭示的提高溫度進行反應，以得到本發明之所欲之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽。
藉此製得之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽之結構與專利案US 6,465,403 B1、US 6,599,730 B2、US 6,585,825 B1、EP 1,326,951 B1、US 2004/0220066 A1和JP 10097082 A中揭示的矽酸鹽不同。這些專利案中使用的矽酸鹽為市售矽酸鹽且不視為含有明顯量之本發明的多面體倍半矽氧烷。以莫耳為基礎，這些矽酸鹽中之陽離子和SiO2
的莫耳比通常不是1：1，而是大多為以莫耳為基礎之0.5：1(請參考Sigma-Aldrich四甲基矽酸銨)且化學結構包括無視低聚物。不同地，此處所揭示之所製得之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽之陽離子和SiO2
的莫耳比為1：1，其具有多面體籠狀結構，此如此處所描述者。
在適當容器中的1加侖水中添加207.64克的發煙矽石和1247.6克的四甲基氫氧化銨(25.25重量%)。攪拌此混合物並緩慢加熱至溫度為60℃。此反應於此溫度進行24小時或是直到混合物轉變成澄清溶液。藉此製得之含有多面體倍半矽氧烷的鎓鹽於含水溶液中之溶液且可直接用以調配成根據本發明之組合物。
在塑膠容器中添加表1中指定量的每一種前述製得的多面體倍半矽氧烷鹽溶液、氫氧化銨和四甲基氫氧化銨之混合物、過氧化氫和DI-水，製得例示的高負電動勢多面體倍半矽氧烷鹽調配物。此溶液振盪至充份混合並可維持於室溫隔夜的程度。
表1列出根據本發明之組合物的例示調配物。表2列出表1之調配物的例示蝕刻速率和pH值。表2中，測試粒子由二氧化矽(SiO2
)、氮化矽(“SiN”)或聚苯乙烯乳膠粒(“PS”)製成。
製得下列調配物且結果示於圖5。
其中C=此處所定義之SC-1的每一個組份之濃度。其結果請參考圖5且其討論示於下文中。
一具體實例中，此組合物進一步包含鉗合劑。可添加此鉗合劑以提高組合物溶解於溶液中之力及提高金屬保留在溶液中之能力及以增進在晶圓基板上的金屬殘渣溶解。可用此目的之鉗合劑的典型例子為下列有機酸和它們的異構物及鹽：(乙二基二氮基)四醋酸(EDTA)、丁二胺四醋酸、環己烷-1,2-二胺四醋酸(CyDTA)、二乙三胺五醋酸(DETPA)、乙二胺四丙酸、(羥乙基)乙二腋三醋酸(HEDTA)、N,N,N’,N’-乙二胺四(伸甲基膦)酸(EDTMP)、三乙四胺六醋酸(TTHA)、1,3-二胺基-2-羥丙烷-N,N,N’,N’-四醋酸(DHPTA)、甲基亞胺基二醋酸、丙二胺四醋酸、氮基三醋酸(NTA)、檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、葡萄糖二酸、甘油酸、草酸、酞酸、順丁烯二酸、苦杏仁酸、丙二酸、乳酸、水楊酸、兒茶酸、沒食子酸、沒食子酸丙酯、五倍子酚、8-羥基醌和半胱氨酸。
一具體實例中，所用鉗合劑的量在約0.001重量%至約10重量%的範圍內。另一具體實例中，有機溶劑的用量在約0.1重量%至約1重量%的範圍內。
一具體實例中，此組合物進一步包含界面活性劑。可以使用任何適當的水溶性兩性、非離子性、陽離子性或陰離子性界面活性劑。
一具體實例中，此界面活性劑包括氟化的陰離子界面活性劑，如3MTM
NovecTM
4200，其為在水中的陰離子性氟化學界面活性劑，咸信其濃度為25重量%。
可用於本發明之組合物的兩性界面活性劑包括甜菜鹼和磺酸基甜菜鹼，如，烷基甜菜鹼、醯胺基烷基甜菜鹼、烷基磺酸基甜菜鹼和醯胺基烷基磺酸基甜菜鹼；胺基羧酸衍生物，如，兩性甘胺酸酯、兩性丙酸酯、兩性二甘胺酸酯和兩性二丙酸酯；亞胺基二酸，如，烷氧基烷基亞胺基二酸或烷氧基烷基亞胺基二酸；胺氧化物，如，烷基胺氧化物和烷基醯胺基烷基胺氧化物；氟烷基磺酸酯和氟化的烷基兩性界面活性劑；及它們的混合物。
可用於本發明的非離子界面活性劑包括乙炔系二醇、乙氧化的乙炔系二醇、氟化的烷基烷氧化物、氟化的烷基酯、氟化的聚氧伸乙基烷醇、多羥基醇的脂族酸酯、聚氧伸乙基一烷基醚、聚氧伸乙二醇、矽氧烷類型的界面活性劑及伸烷二醇一烷基醚。
可用於本發明之組合物的陰離子界面活性劑包括羧酸酯、N-醯基肌氨酸酯、磺酸酯、硫酸酯及正磷酸的一和二酯(如，磷酸癸酯)。較佳地，此陰離子界面活性劑是不含金屬的界面活性劑。
可用於本發明之組合物的陽離子界面活性劑包括胺乙氧化物、二烷基二甲基銨鹽、二烷基嗎啉鹽、烷基苯甲基二甲銨鹽、烷基三甲銨鹽和烷基吡啶鹽。較佳地，此陽離子界面活性劑是不含鹵素的界面活性劑。
一具體實例中，界面活性劑的用量在約0.001重量%至約5重量%的範圍內。另一具體實例中，界面活性劑的用量在約0.01重量%至約1重量%的範圍內。
一具體實例中，此組合物進一步包含一或多種可與水互溶的有機溶劑。在各式各樣的有機溶劑中，適合者為醇、多羥基醇、二醇、二醇醚、烷基-吡咯烷酮(如，N-甲基吡咯烷酮(NMP))、1-羥烷基-2-吡咯烷酮(如，1-(2-羥乙基)-2-吡咯烷酮(HEP))、二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基乙醯胺(DMAc)、環丁碸或二甲亞碸(DMSO)。一具體實例中，可與水互溶的有機溶劑係一或多種多羥基醇，如，甘油和/或1-羥烷基-2-吡咯烷酮(如，1-(2-羥乙基)-2-吡咯烷酮(HEP))。
一具體實例中，有機溶劑的用量在約0.1重量%至約20重量%的範圍內。另一具體實例中，有機溶劑的用量在約1重量%至約10重量%的範圍內。
一具體實例中，本發明之組合物不含有主要量的有機溶劑。
本發明進一步係關於使用前述組合物之方法。因此，一具體實例中，本發明係關於一種用以在自積體電路裝置表面移除微粒物質之方法，包括在表面上施加前述組合物之任何者。一具體實例中，此方法用以在積體電路裝置製造期間內，自積體電路裝置表面移除微粒物質，包括：
在表面施用包含下列者之組合物：
(a)一或多種不含金屬離子的鹼；
(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；
(c)氧化劑；和
(d)不含金屬離子的水；及
以不含金屬離子的水沖洗該表面。當然可以包括額外的步驟，如，清洗、乾燥..等，此如嫻於此技術者將能夠瞭解者。多面體倍半矽氧烷的鹽可為此處所揭示之任何者，為加以簡化，此處不再重覆描述。
一具體實例中，當用以自半導體或積體電路裝置表面移除微粒物質時，此組合物所具有之電動勢使得黏著在積體電路裝置的奈米粒子之電動勢實質上低於(即，更負)包含以前技術的矽酸四烷基銨作為實質上唯一的矽酸鹽之組合物之電動勢。一具體實例中，當相較於使用市售以前技術的矽酸鹽(如，得自Sigma/Aldrich的四甲銨鹽)之組合物，本發明之組合物，當根據本發明之方法施用時，提供增效之增進的電動勢。一具體實例中，製備本發明的多面體倍半矽氧烷鹽時，所用四甲銨鹼與二氧化矽的莫耳比實質上為1：1，而鹼與市售矽酸鹽中之矽酸鹽的比約0.5：1。如本發明者已發現者，本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽用於根據本發明之組合物中時，觀察到負電動勢增效地提高，以用以自積體電路裝置表面移除微粒物質。一具體實例中，觀察到負電動勢的增效提高，以用以自積體電路裝置表面移除奈米粒子。一具體實例中，除了負電動勢增效提高以外，根據本發明使用之組合物提供此改良且實質上不會蝕刻介電材料。這樣的介電材料可包括，例如，二氧化矽、經摻雜的二氧化矽、氮化矽、高K介電材料和低K介電材料中之一或多者。
因此，一具體實例中，此積體電路包括至少一種介電材料且組合物實質上不會蝕刻介面材料。實質上不蝕刻意指觀察到外露約0.5埃/分鐘。
此外，本發明之組合物造成矽材料(如，多晶矽、矽-鍺、經摻雜的矽、或經摻雜的矽-鍺)的非常些微或無蝕刻。因此，積體電路裝置包括至少一種矽材料且組合物實質上未蝕刻矽材料。
此外，本發明之組合物造成金屬(如，鋁、銅、鎢或積體電路裝置中常用的其他金屬)的非常些微或無蝕刻。因此，積體電路裝置包括至少一種金屬且組合物實質上未蝕刻金屬。
圖1係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到的負電動勢增效提高之圖解。圖1中，鹽含量為根據本發明之具體實例之組合物中的多面體倍半矽氧烷含量。如圖1所示者，隨著鹽含量由約10莫耳%提高至約80莫耳%，在此範圍內，觀察到負電動勢有增效提高的情況。雖然未示於圖1中，含有以前技術的矽酸四級銨鹽和鹼之組合物無法得到這樣大的負電動勢提高。反之，試驗顯示隨著相對鹽含量提高，電動勢維持於約-40毫伏特，當用於圖1所示的圖中，得到實質上水平的線。此清楚證實本發明之組合物得到的增效效果，此為使用以前技術的矽酸鹽組合物不會觀察到者。
圖2係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之Stern層的厚度減低和負電動勢提高之圖解。如圖2所示者，在施用根據本發明之具體實例的組合物之前，具有指定厚度之原始的Stern層，存在於假設”髒污的奈米粒子”的表面潛在平面。圖2中的”大的陰離子”代表本發明之含有多面體倍半矽氧烷的組合物。由於大的陰離子存在，其干擾Stern層中的正電荷，此Stern層的厚度減低，形成圖2中所示之壓縮的Stern層。亦如圖2中所示者，由於Stern層減小，電動勢由原始值提高至提高的電動勢。
圖3係根據本發明之組合物之具體實例，其為黏著在半導體裝置表面之假設的髒污粒子及自該表面移除該粒子之圖解。如圖3所示者，假設的”髒污的粒子”原黏著在半導體表面，且包括雙層電荷環繞粒子表面。圖3中的”大的陰離子”代表本發明之含有多面體倍半矽氧烷之組合物。由於大的陰離子存在，其干擾雙層中的正電荷，此雙層被中斷且”髒污的粒子”較易自半導體表面被移除。
圖4係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之矽和二氧化矽的蝕刻速率圖。圖4顯示就固定的多面體倍半矽氧烷含量而言，多晶Si或SiO2
的蝕刻耗損沒有實質改變，即使添加的NH3
含量有大改變亦然。圖4中的乘數是約0.55重量NH3
，此為標準SC-1參考溶液中的NH3
含量。固定的多面體倍半矽氧烷含量為0.17C或約0.09重量%。此圖指出根據本發明之具體實例之組合物可達到含有到處存在的材料(如，多晶Si和SiO2
)之半導體基板的無損害清潔。
圖5係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之氮化矽的電動勢圖，其與實例3有關。圖5顯示就固定的多面體倍半矽氧烷鹽含量而言，同樣於圖4中所述的0.17C，未觀察到電動勢有實質變化，即使NH3
和過氧化氫含量二者有大的改變亦然。在圖5所示具體實例中，用於多面體倍半矽氧烷的鎓鹽的0.17C值係在多面體倍半矽氧烷含量的最適範圍內且改變NH3
和過氧化氫含量以尋找最小的電動勢值(即，最大負電動勢)。實例3和圖5證實根據本發明之具體實例之組合物可達到高的負電動勢。
圖6-20中所有者，陰離子X是氟，Y是氯，Z是溴，且陽離子A、B、C、D和E分別是四甲銨、四乙銨、四丙銨、四丁銨和苯基三甲銨。
圖6-9說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陰離子尺寸，於標準濃度M時，陽離子尺寸對於電動勢之影響。圖6說明於基本上中性的pH，約pH 7-8，之影響。如圖6所示者，所有的粒子，具有陰離子X和中性pH，最小(最低分子量)的陽離子達到最小的電動勢。圖7說明於高pH，約pH 11，之影響。如圖7所示者中，就所有的粒子而言，具陰離子X和pH=11，最小(最低分子量)的陽離子達到最小電動勢。於pH=11時，對於所有的粒子而言皆是如此。在圖8和9中，陰離子Y是氯，且陽離子A、B、C和D分別是四甲銨、四乙銨、四丙銨和四丁銨。圖8說明於基本上中性的pH，約pH 7-8，之影響。如圖8所示者，就所有的粒子而言，具有陰離子Y和pH=7-8，最小(最低分子量)的陽離子達到最小電動勢。於pH=7-8，就無機粒子而言，此依存性非常弱。圖9說明於高pH，約pH 11，之影響。如圖9所示者，就所有的粒子而言，具有陰離子Y且pH=11，最小(最低分子量)的陽離子達到最小電動勢。用於所有所示粒子，於pH=11，皆具有此依存性。
圖10-13說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陽離子尺寸，於標準濃度M時，陰離子尺寸對於電動勢之影響。圖10和11中，陽離子A是四甲銨，而陰離子X、Y和Z分別是氟離子、氯離子和溴離子。圖10說明於基本上中性的pH，約pH 7-8，之影響。如圖10所示者，就所有的粒子而言，具有陽離子A且pH=7-8，電動勢與陰離子分子量無關。一(PSL)顯示1陰離子之電動勢降低。圖11說明於高pH，約pH 11，之影響。圖11所示者中，就所有的粒子而言，具陽離子A和pH=11，最小的陰離子之電動勢最高。圖12和13中，陽離子D是四丁銨，而陰離子X、Y和Z分別是氟離子、氯離子和溴離子。圖12說明於實質上中性pH，約pH=7-8，之影響。如圖12中所示者，就所有的粒子而言，具有陽離子D且pH=7-8，電動勢相對高且與陰離子分子量無關。圖13說明於高pH，約pH 11，之影響。如圖13所示者，就所有的粒子而言，具有陽離子D且pH=11，最大陰離子分子量之電動勢最低。
圖14-17說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陰離子和陽離子尺寸時，濃度對於電動勢之影響，此處，標準化的濃物在範圍內變化。圖14和15中，陽離子小(如，四甲銨離子)且陰離子大(如，氯)。圖14說明在中性pH，約pH 7-8，濃度對於電動勢之影響。圖15說明具有小陽離子和大陰離子時，在高pH，約pH 11，濃度對於電動勢之影響。如由比較圖14和15可明顯看出者，於高pH條件和低標準化濃度(即，於pH 11和約0.1C)，所提供的電動勢比於中性pH或較高濃度要好得多。圖16和17中，陽離子大(如，四丁銨離子)且陰離子大(如，氯)。圖16說明在中性pH，約pH 7-8，濃度對於電動勢之影響。圖17說明具有小陽離子和大陰離子時，在高pH，約pH 11，濃度對於電動勢之影響。如圖16所示者，大陽離子非最適者，特別是用於SiN移除時，且pH和陽離子尺寸非最適者。如圖17所示者，高pH改良電動勢，但大陽離子的改良程度不及小陽離子，此如圖15所示者。
圖18以長條圖說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陽離子時，pH對於對於電動勢之影響。如圖18所示者，陽離子小(如，四甲銨)且陰離子大時，且當pH高(如，pH 11)時，得到最適電動勢。
圖19以長條圖比較在根據本發明之具體實例的組合物(多面體倍半矽氧烷，下文中簡稱為”TMA矽酸鹽”)和用以自多晶矽或二氧化矽形成的表面移除粒子之其他鹽調配物之間，多晶矽和二氧化矽上之蝕刻速率。如圖19所示者，本發明之多面體倍半矽氧烷鹽使得在多晶矽表面和二氧化矽表面之蝕刻最小化係使用小陽離子(如，四甲銨)。如所示者，氧化矽因本發明之多面體倍半矽氧烷而蝕刻幾乎為零，而多晶矽之蝕刻明顯低於使用其他鹽調配物之時。
圖20為使用根據本發明之具體實例之組合物多面體倍半矽氧烷的鎓鹽，下文中簡稱為”TMA矽酸鹽”)和用以自二氧化矽形成的表面移除粒子之其他鹽調配物之標準化的粒子移除效能(PRE)與電動勢的關係圖。由圖20可清楚看出，電動勢值越負，二氧化矽粒子之PRE越高。此外，由圖20可清楚看出，本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽得到比圖20中所示之其他鹽調配物之任何者更為改良的電動勢和較高的PRE。
圖21為說明含有矽酸鹽和銨離子於水中之調配物，相對於含有標準化的銨濃度於0.17C TMA矽酸鹽之調配物，之電動勢，其中一方面，矽酸鹽是本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽，或另一方面，矽酸鹽是市售的矽酸四甲銨鹽(得自Aldrich，如美國專利案第6,020,292和6,465,403 B1中所揭示者)。由圖21的兩條圖線可明顯看出，相較於以前技術的矽酸四甲銨鹽，本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽提供更改良(即，明顯更負)的電動勢。
圖22為電動勢與根據本發明之具體實例之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽濃度之關係圖。圖22指出多面體倍半矽氧烷的鎓鹽濃度與電動勢之關係。圖22中，’C’代表表標準化的濃度，以SiN粒子作為用於粒子移除的測試粒子，以得到電動勢。如由圖22可明顯看出者，最小濃度範圍由約0.16C至約0.185C，在此範圍內，在一具體實例中，約0.17C的值是有用的平均濃度。注意到，範圍由約0.16C至約0.185C在所示具體實例中提供所欲的低電動勢值，在其他具體實例中，範圍可由此值變化。在其他具體實例中，多面體倍半矽氧烷鹽的濃度範圍可由約0.1C至約0.5C，在其他具體實例中，多面體倍半矽氧烷鹽的濃度範圍可由約0.125C至約0.3C，而在其他具體實例中，多面體倍半矽氧烷鹽的濃度範圍可由約0.15C至約0.25C。較高濃度的多面體倍半矽氧烷鹽可用於一些具體實例中。
圖23為電動勢與根據本發明之具體實例的數種組合物及非根據本發明的數種組合物之過氧化氫含量之關係圖。圖23說明由本發明之組合物(包括多面體倍半矽氧烷，參考圖23，以”籠狀的TMA矽酸鹽”表示)獲得的電動勢增進。圖23所示者為各式各樣調配物的電動勢變化與氧化劑濃度之間的關係。圖23中所示的電動勢係以SiN粒子得到。如圖23所示者，此圖顯示曲線分成兩群。含有多面體倍半矽氧烷的鎓鹽(在圖中稱為”籠狀的TMA矽酸鹽組份”)之調配物的電動勢負得多，說明電動勢因為組合物中含括本發明之多面體倍半矽氧烷的鎓鹽而獲得明顯且令人驚訝的增進。
一具體實例中，本發明之組合物實質上不含二甲亞碸。一具體實例中，本發明之組合物實質上不含環丁碸。一具體實例中，本發明之組合物實質上不含哌啶酮。
注意到，在說明書和申請專利範圍中，所揭示的範圍和比例之數值限制可合併，且視為含括所有的中介值。因此，例如，特定揭示1-100和10-50的範圍之處，1-10、1-50、10-100和50-100的範圍以中介的整數值被視為在所揭示之範圍中。此外，無論是否特別陳述修飾語”約”，所有的數值被視為在其前方加上修飾語”約”。最後，無論是否特別述及，由於無法列舉每一種可能的組合和/或成份之交換，所以所揭示之要素和組件之所有可能的合併被視為在所揭示的範圍內內。因此，視為且嫻於此技術者將認可所揭示的本發明之各自要件所揭示的元件中之各自和每一合併及交換屬根據，如，EPC 123(2)，所揭示的範圍內。
本發明之原理已關於某些特別的具體實例地解釋，且已提出某些特別的具體實例作為說明之用，應瞭解嫻於此技術者在讀完說明書之後，它們的各式各樣的修飾將顯而易見。因此，應瞭解此處所揭示的本發明意欲涵蓋落在所附申請專利範圍之範圍內的該修飾。本發明之範圍僅受限於申請專利範圍之範圍。
圖1係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到的負電動勢增效提高之圖解。
圖2係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之Stern層的厚度減低和負電動勢提高之圖解。
圖3係根據本發明之組合物之具體實例，其為黏著在半導體裝置表面之假設的髒污粒子及自該表面移除該粒子之圖解。
圖4係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之矽和二氧化矽的蝕刻速率圖。
圖5係根據本發明之組合物之具體實例所觀察到之氮化矽的電動勢圖。
圖6-9說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陰離子尺寸時，陽離子尺寸對於電動勢之影響。
圖10-13說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陽離子尺寸時，陰離子尺寸對於電動勢之影響。
圖14-17說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陰離子和陽離子尺寸時，濃度對於電動勢之影響。
圖18以長條圖說明就由三種不同的材料所組成的粒子而言，在不同的pH條件下和不同的陽離子時，pH對於對於電動勢之影響。
圖19以長條圖比較在根據本發明之具體實例的組合物和用以自多晶矽或二氧化矽形成的表面移除粒子之其他鹽調配物之間，多晶矽和二氧化矽上之蝕刻速率。
圖20為使用根據本發明之具體實例之組合物和用以自二氧化矽形成的表面移除粒子之其他鹽調配物之標準化的粒子移除效能(PRE)與電動勢的關係圖。
圖21為一方面，就製自本發明之多面體倍半矽氧烷的四甲基銨鹽之組合物相較於，另一方面，製自市售矽酸四甲銨之組合物，含有矽酸鹽物種和銨離子在水中之組合物的電動勢與標準化的氨濃度之關係圖。
圖22為電動勢與根據本發明之具體實例之多面體倍半矽氧烷的鹽濃度之關係圖。
圖23為電動勢與根據本發明之具體實例的數種組合物及非根據本發明的數種組合物之過氧化氫含量之關係圖。
Claims (47)
- 一種組合物，包含：(a)一或多種不含金屬離子的鹼；(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；(c)氧化劑；和(d)不含金屬離子的水。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷(b)以多面體倍半矽氧烷之不含水溶性金屬離子的鎓鹽存在，其中鎓鹽具有通式：
- 根據申請專利範圍第2項之組合物，其中多面體倍半矽氧烷(b)具有通式：Sin O5n/2 n- 其中n在約6至約20的範圍內。
- 根據申請專利範圍第2項之組合物，其中多面體倍半矽氧烷(b)具有式Si8 O20 8- ，和結構(I)：
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中組合物具有pH在約8至約14的範圍內。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中組合物包含約0.001重量%至約40重量%的(b)。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中組合物包含約0.01重量%至約10重量%的氧化劑。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中不含金屬離子的鹼包含氨、氫氧化銨、鎓氫氧化物或其二或更多者之任何組合。
- 根據申請專利範圍第8項之組合物，其中鎓氫氧化物具有通式(III)：
- 根據申請專利範圍第2項之組合物，其中A=N且 R1 、R2 、R3 和R4 中之每一者為烷基。
- 根據申請專利範圍第10項之組合物，其中烷基係甲基或乙基。
- 根據申請專利範圍第2項之組合物，其中A=P且R1 、R2 、R3 和R4 中之每一者係烷基。
- 根據申請專利範圍第12項之組合物，其中烷基係甲基或乙基。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中該組合物進一步包含金屬鉗合劑。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中多面體倍半矽氧烷具有通式：Sin O5n/2 n- 其中n在約6至約20的範圍內。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中氧化劑包含過氧化氫、臭氧、次氯酸非金屬鹽，或其任二或更多者之組合。
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中多面體倍半矽氧烷具有式Si8 O20 8- ，和結構(I)：
- 根據申請專利範圍第1項之組合物，其中水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷係得自四級鎓氫氧化物與二氧化矽之實質上1：1的化學計量比之反應。
- 一種用以自積體電路裝置表面移除微粒物質之方法，其包含在表面施以申請專利範圍第1項之組合物。
- 一種用以在積體電路裝置製造期間內，自積體電路裝置表面移除微粒物質之方法，其包含：在表面施用包含下列者之組合物：(a)一或多種不含金屬離子的鹼；(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；(c)氧化劑；和(d)不含金屬離子的水；及以不含金屬離子的水清洗該表面。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷(b)係以多面體倍半矽氧烷之不含水溶性金屬離子的鎓鹽形式存在，其中鎓鹽具有通式：
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中多面體倍半 矽氧烷之水溶性不含金屬離子的鎓鹽(b)具有通式：Sin O5n/2 n- 其中n在約6至約20的範圍內。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中多面體倍半矽氧烷(b)具有式Si8 O20 8- ，和結構(I)：
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中組合物具有pH在約8至約14的範圍內。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中組合物包含約0.001重量%至約40重量%的(b)。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中組合物包含約0.01重量%至約10重量%的氧化劑。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中不含金屬離子的鹼包含氨、鎓氫氧化物或其二或更多者之任何組合。
- 根據申請專利範圍第27項之方法，其中鎓氫氧化物具有通式(III)：
- 根據申請專利範圍第21項之方法，其中A=N且R1 、R2 、R3 和R4 中之每一者為烷基。
- 根據申請專利範圍第29項之方法，其中烷基係甲基或乙基。
- 根據申請專利範圍第21項之方法，其中A=P且R1 、R2 、R3 和R4 中之每一者係烷基。
- 根據申請專利範圍第31項之方法，其中烷基係甲基或乙基。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中該組合物進一步包含金屬鉗合劑。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中多面體倍半矽氧烷具有通式：Sin O5n/2 n- 其中n係在約6至約20的範圍內。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中氧化劑包含過氧化氫、臭氧、不含金屬的次氯酸鹽，或其任二或更多者之組合。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中多面體倍半 矽氧烷具有式Si8 O20 8- ，和結構(I)：
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中微粒物質包含奈米粒子。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中微粒物質包含主要部分的粒子之粒子尺寸在約0.1奈米至約80奈米的範圍內。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中該組合物所具有之用於黏著於積體電路裝置的奈米粒子之電動勢實質上低於包含四烷基矽酸銨實質上作為唯一矽酸鹽之組合物之電動勢。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中該積體電路裝置包含至少一種介電材料且該組合物實質上不會蝕刻該介電材料。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中該積體電路裝置包含至少一種矽材料且該組合物實質上不會蝕刻該矽材料。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中該積體電路裝置包含至少一種金屬且該組合物實質上不會蝕刻該金 屬。
- 根據申請專利範圍第20項之方法，其中進一步包含藉由使四級鎓氫氧化物與二氧化矽以實質上1：1的化學計量比反應製備水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷。
- 一種組合物，其藉由合併包含下列成份而得：(a)一或多種不含金屬離子的鹼；(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；(c)氧化劑；和(d)不含金屬離子的水。
- 根據申請專利範圍第44項之組合物，其中水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽氧烷係藉由使四級鎓氫氧化物與二氧化矽以實質上1：1的化學計量比反應而得。
- 一種用以在積體電路裝置製造期間內，自積體電路裝置表面移除微粒物質之方法，其包含：提供合併下列成份而得之組合物：(a)一或多種不含金屬離子的鹼；(b)多面體倍半矽氧烷的水溶性不含金屬離子的鹽；(c)氧化劑；和(d)不含金屬離子的水；將所提供的組合物施用於表面；及以不含金屬離子的水清洗該表面。
- 根據申請專利範圍第46項之方法，其中提供進一步包含藉由使四級鎓氫氧化物與二氧化矽以實質上1：1的化學計量比反應而製備水溶性不含金屬離子的多面體倍半矽 氧烷。
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