TW201311869A - 選擇性蝕刻氮化矽之組成物及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於適用於自其上具有氮化矽材料及氧化矽材料之微電子裝置將氮化矽材料相對於氧化矽材料選擇性地移除之組成物。該移除組成物包含至少一種烷氧基矽烷、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑、至少一種有機溶劑、及水。

Description

選擇性蝕刻氮化矽之組成物及方法

本發明係關於一種用於在氧化矽之存在下選擇性地蝕刻氮化矽之組成物及方法，及更特定言之係關於一種尤其於多層半導體晶圓結構中，以高於氧化矽之蝕刻速率及選擇性有效及有效率地蝕刻氮化矽之組成物及方法。

習知用於選擇性地移除氮化矽(Si₃N₄)之濕式蝕刻技術係利用含有水的熱(大約145-180℃)磷酸(H₃PO₄)溶液，典型上係85%磷酸及15%水(體積比)。使用新鮮熱磷酸，典型的Si₃N₄：SiO₂選擇性係約40：1。有利地，當移除氮化物層時，形成水合氧化矽，此與勒沙特列原理(Le Châtelier’s principle)一致，抑制自裝置表面額外移除的氧化矽；因此選擇性隨著使用逐漸增加。與使用熱磷酸蝕刻相關的缺點包括金屬矽化物材料(例如，閘極接點材料)之腐蝕、氧化矽之蝕刻及歸因於與於製程溶液中維持特定量水相關之困難的製程控制。此外，熱磷酸係單一晶圓工具難以採用的介質，其已越來越受許多製造者的偏好。

選擇性地移除氮化矽之另一方式包括使用包含氫氟酸之組成物，然而，該等組成物亦移除氧化矽。經由稀釋可達成約10：1之Si₃N₄：SiO₂選擇性，然而，氮化矽的蝕刻速率會受損且必須使用高於環境的壓力。移除氮化矽之又另一方 法包括使用鹵化氣態物質的乾式蝕刻移除，然而，Si₃N₄：SiO₂選擇性比甚至比使用前述濕式蝕刻方法所得者糟。

因此，本發明之一目的為提供用於相對於氧化矽材料選擇性地移除氮化矽材料，同時使其他存在材料之移除或腐蝕減至最小，且無損於氮化矽之蝕刻速率的改良組成物。

本發明係關於一種用於自包含氮化矽及氧化矽之微電子裝置相對於氧化矽選擇性地蝕刻氮化矽之組成物及方法。可能存在於微電子裝置上之其他材料(例如，金屬矽化物等)應實質上不會被該等組成物移除或腐蝕。

在一態樣中，描述一種蝕刻組成物，該組成物包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種氧化劑、至少一種蝕刻劑、及水，其中使用該蝕刻組成物自包含氮化矽材料之微電子裝置之表面至少部分地移除氮化矽材料。

在另一態樣中，描述一種自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面蝕刻氮化矽材料之方法，該方法包括使該表面與包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種氧化劑、至少一種蝕刻劑、及水之組成物接觸，其中該組成物自該表面至少部分地移除氮化矽材料。

本發明之其他態樣、特徵及具體例將可由隨後之揭示內容及隨附之申請專利範圍而更完整明瞭。

一般而言，本發明係關於相對於氧化矽材料選擇性地移除氮化矽之組成物，及因此其適用作為自微電子裝置至少部分移除氮化矽材料之蝕刻劑。此外，本發明大致係關於一種自包含氮化矽及氧化矽材料之微電子裝置相對於氧化矽材料選擇性地移除氮化矽之濕基方法。可能存在於微電子裝置上之其他材料(例如，金屬矽化物等)應實質上不會被該等組成物移除或腐蝕。

為容易參考起見，「微電子裝置」係對應於經製造用於微電子、積體電路、能量收集、或電腦晶片應用中之半導體基板、平板顯示器、相變記憶體裝置、太陽能面板及包括太陽能電池裝置、光伏打元件、及微機電系統(MEMS)的其他產品。應瞭解術語「微電子裝置」、「微電子基板」及「微電子裝置結構」不具任何限制意味，且包括任何最終將成為微電子裝置或微電子組件的基板或結構。微電子裝置可為圖案化、毯覆式、控制及/或測試裝置。

如本文所用，「適用」於自其上具有氮化矽材料之微電子裝置移除該氮化物材料係相當於自該微電子裝置至少部分移除氮化矽材料。

如本文所用，「氮化矽」及「Si₃N₄」係對應於純的氮化矽(Si₃N₄)以及包括存於晶體結構中之氫、碳及/或氧雜質的不純氮化矽。關於本說明之目的，將氮化矽統稱為SiN_x。

如本文所用，「至少部分移除氮化矽材料」係相當於移除至少一部分的暴露氮化矽層。舉例來說，部分移除氮化矽材料包括各向異性地移除覆蓋/保護閘極電極之氮化矽層以形成SiN_x側壁。此外，可更一般地使用文中所述之組成物來相對於氧化矽層選擇性地移除氮化矽材料。在彼等情況下，「選擇性移除」係定義為使用文中所述之組成物，至少50：1，更佳至少75：1，及最佳至少100：1之SiN_x：SiO₂之選擇性移除。

如本文所使用，「約」係意指相當於所述值之±5%。

如本文所使用，「氧化矽」或「SiO₂」材料係相當於自氧化矽前驅物來源沉積之材料，例如，TEOS、熱沉積之氧化矽、或使用諸如SiLK^TM、AURORA^TM、CORAL^TM、或BLACK DIAMOND^TM之市售前驅物沉積之摻碳氧化物(CDO)。關於本說明之目的，「氧化矽」意欲廣泛地包括SiO₂、CDO、矽氧烷及熱氧化物。氧化矽或SiO₂材料係對應於純的氮化矽(SiO₂)以及包括存於結構中之雜質的不純氧化矽。

應瞭解一些化學組分當於其最低能量中(即穩態)時，特別係當於市面購得時，自然包括可忽略量的水。關於本說明之目的，不將自然存在的水視為添加水。

組成物較佳具有良好的金屬相容性，例如，於互連金屬及/或互連體金屬矽化物材料上之低蝕刻速率。相關金屬包括，但不限於，銅、鎢、鈷、鉬、鋁、鉭、鈦及釕。相關矽 化物包括任何包括Ni、Pt、Co、Ta、Mo、W、及Ti之物種的矽化物，包括，但不限於，TiSi₂、NiSi、CoSi₂、NiPtSi、矽化鉭、矽化鉬、及矽化鎢。

本發明之組成物可以如更完整說明於下文之相當多樣的特定調配物具體實施。

在所有此等組成物中，當參照包括零下限之重量百分比範圍論述組成物之特定組分時，當明瞭在組成物之各種特定具體例中可存在或不存在此等組分，且在存在此等組分之情況中，其可以基於其中使用此等組分之組成物之總重量計低至0.001重量百分比之濃度存在。

在一態樣中，描述一種自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面移除該氮化矽材料之組成物，該組成物包含至少一種烷氧基矽烷化合物。在一具體例中，用於自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面移除該氮化矽材料之組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、及至少一種蝕刻劑。在另一具體例中，用於自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面移除該氮化矽材料之組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、及至少一種氧化劑。在又另一具體例中，用於自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面移除該氮化矽材料之組成物包含下列組分，由 其所組成，或基本上由其所組成：至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑、及水。當存在水時，添加水量較佳不超過組成物總重量之約25重量%，較佳不超過組成物總重量之20重量%。若在氮化矽移除期間存在氧化矽，則可使用組成物於相對於氧化矽層選擇性地移除氮化矽材料，其中SiN_x：SiO₂之選擇性移除係至少50：1，更佳至少75：1，及最佳至少100：1。

文中涵蓋的有機溶劑包括，但不限於，二醇類諸如乙二醇、新戊二醇、及丙二醇(PG)、其二聚體、三聚體及四聚體諸如二丙二醇、二甘醇(PEG)等；醇類諸如直鏈或分支鏈C₂-C₆醇，包括乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、及己醇；及二醇醚諸如二甘醇單甲醚、三甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、三甘醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚、三甘醇單丁醚、乙二醇單己醚、二甘醇單己醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚(DPGME)、三丙二醇甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇正丙基醚、二丙二醇正丙基醚、三丙二醇正丙基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚(DPGBE)、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚(苯氧基-2-丙醇)及其組合。該至少一種有機溶劑較佳包含丙二醇、二甘醇、或其組合。

雖然不希望受限於理論，但據認為烷氧基矽烷藉由物理吸附及/或化學吸附於氧化物材料上而作為氧化矽材料之蝕刻 速率抑制劑。此將降低氧化物蝕刻速率，藉此提高組成物相對於氧化矽之對氮化矽的選擇性。涵蓋的烷氧基矽烷具有通式SiR¹R²R³R⁴，其中R¹、R²、R³及R⁴係彼此相同或不同且係選自由下列所組成之群：氫、直鏈C₁-C₆烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基)、分支鏈C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基)、苯基、及其組合。熟悉技藝人士應明瞭為被表徵為烷氧基矽烷，R¹、R²、R³或R⁴中之至少一者必需係C₁-C₆烷氧基。涵蓋的烷氧基矽烷包括三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、二甲基乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、N-丙基三甲氧基矽烷、N-丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、及其組合。烷氧基矽烷較佳包括N-丙基三甲氧基矽烷。

涵蓋的蝕刻劑包括，但不限於，氫氟酸、氟化銨、氟化氫銨、六氟矽酸、四氟硼酸、四氟硼酸四丁銨(TBA-BF₄)、四烷基氟化銨(NR₄F)、烷基氟化氫(NRH₃F)、二烷基氟化氫銨(NR₂H₂F)、三烷基氟化氫銨(NR₃HF)、三烷基氟化三氫銨(NR₃：3HF)，其中R可彼此相同或不同且係選自由直鏈或 分支鏈C₁-C₆烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基)及其組合所組成之群。較佳地，氟化物來源包括氟化氫銨。

此處涵蓋的氧化劑包括，但不限於，過氧化氫(H₂O₂)、FeCl₃(水合及未水合)、發氧方(2KHSO₅．KHSO₄．K₂SO₄)、銨多原子鹽(例如，過氧單硫酸銨、亞氯酸銨(NH₄ClO₂)、氯酸銨(NH₄ClO₃)、碘酸銨(NH₄IO₃)、硝酸銨(NH₄NO₃)、過硼酸銨(NH₄BO₃)、過氯酸銨(NH₄ClO₄)、過碘酸銨(NH₄IO₃)、過硫酸銨((NH₄)₂S₂O₈)、次氯酸銨(NH₄ClO))、鈉多原子鹽(例如，過硫酸鈉(Na₂S₂O₈)、次氯酸鈉(NaClO))、鉀多原子鹽(例如，碘酸鉀(KIO₃)、過錳酸鉀(KMnO₄)、過硫酸鉀、硝酸(HNO₃)、過硫酸鉀(K₂S₂O₈)、次氯酸鉀(KClO))、四甲銨多原子鹽(例如，亞氯酸四甲銨((N(CH₃)₄)ClO₂)、氯酸四甲銨((N(CH₃)₄)ClO₃)、碘酸四甲銨((N(CH₃)₄)IO₃)、過硼酸四甲銨((N(CH₃)₄)BO₃)、過氯酸四甲銨((N(CH₃)₄)ClO₄)、過碘酸四甲銨((N(CH₃)₄)IO₄)、過硫酸四甲銨((N(CH₃)₄)S₂O₈))、四丁銨多原子鹽(例如，過氧單硫酸四丁銨、過氧單硫酸、硝酸鐵(Fe(NO₃)₃)、尿素過氧化氫((CO(NH₂)₂)H₂O₂)、過乙酸(CH₃(CO)OOH)、及其組合。氧化劑可於製造商處、在將組成物引入至裝置晶圓之前、或者於裝置晶圓處(即於原位)引入至組成物。較佳地，氧化劑包含硝酸鹽化合物，例如，硝酸、硝酸銨、或其組合。

在一特佳具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、丙二醇、至少一種烷氧基矽烷、硝酸、及水。在另一具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、丙二醇、至少一種烷氧基矽烷、硝酸銨、及水。在又另一具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、二甘醇、至少一種烷氧基矽烷、硝酸、及水。在一特佳具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、丙二醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸、及水。在另一具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、丙二醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸銨、及水。在又另一具體例中，組成物包含下列組分，由其所組成，或基本上由其所組成：氟化氫銨、二甘醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸、及水。

在一具體例中，組成物實質上不含研磨劑材料，例如，化學機械拋光材料諸如矽石、氧化鋁及其他用於CMP之顆粒材料，且不在超臨界條件下使用，即組成物不具有超臨界組分。此外，組成物不可形成聚合或樹脂材料。如本文所定義，「實質上不含」係相當於基於該組成物之總重量，低於組成物之約2重量%，更佳低於1重量%，及最佳低於0.1重量%。此外，當存在水時，添加水量較佳不超過組成物總重量之約25重量%，較佳不超過組成物總重量之20重量%。

本發明組成物具有在約1至約7，較佳約3至約7，及最佳約3至約4之範圍內之pH值。

在另一具體例中，本發明之任何組成物可進一步包含氮化矽材料殘留物，其中該氮化矽材料殘留物係懸浮及/或溶解於移除組成物中。

在一具體例中，組成物包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑、及水，由其所組成，或基本上由其所組成，其等係基於組成物之總重量以下列範圍存在：

當明瞭一般實務係製造濃縮形式之組成物以於使用前稀釋。舉例來說，組成物可經製造成包括至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧 化劑、及水之更濃縮形式，其後再在製造商處、在使用前、及/或在工廠使用期間以至少一種有機溶劑稀釋。稀釋比可在約0.1份稀釋劑：1份組成物濃縮物至約100份稀釋劑：1份組成物濃縮物之範圍內。當稀釋後，本發明組成物具有在約1至約7，較佳約3至約7，及最佳約3至約4之範圍內之pH值。

本文所述之組成物係經由簡單地添加各別成分及混合至均勻狀態而容易地調配得。此外，可輕易地將組成物調配為單包裝調配物或在使用點處或之前混合的多份調配物，較佳係多份調配物。可將多份調配物之個別份於工具處或於混合區域/範圍諸如線上混合物或於工具上游之儲槽中混合。涵蓋多份調配物之各部分可包含當混合在一起時形成期望組成物之成分/組分的任何組合。各別成分的濃度可在組成物的特定倍數內寬廣地改變，即更稀或更濃，且當明瞭組成物可變化及替代地包含與本文之揭示內容一致之成分的任何組合，由其所組成，或基本上由其所組成。

因此，另一態樣係關於一種套組，其包括存於一或多個容器中之一或多種適於形成本文所述之組成物的組分。較佳地，該套組包括存於一或多個容器中之至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑及水，其係用於在工廠處與水及/或額外的有機溶劑組合。或者，該套組包括用於在工廠處與水、至少一種有機溶 劑、及/或至少一種氧化劑組合之存於一或多個容器中之至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、及水。熟悉技藝人士當明瞭此處涵蓋其他組合。套組之容器必需適於儲存及運送該移除組成物之組分，例如，NOWPak®容器(Advanced Technology Materials,Inc.,Danbury,Conn.,USA)。容納組成物之組分的一或多個容器較佳包括用於使該一或多個容器中之組分流體相通，以進行摻混及配送的構件。舉例來說，參照NOWPak®容器，可對該一或多個容器中之襯裡的外側施加氣體壓力，以導致襯裡之至少一部分的內容物排出，且因此可流體相通而進行摻混及配送。或者，可對習知之可加壓容器的頂部空間施加氣體壓力，或可使用泵於達成流體相通。此外，系統較佳包括用於將經摻混之移除組成物配送至製程工具的配送口。

較佳使用實質上化學惰性、不含雜質、可撓性及彈性的聚合薄膜材料，諸如高密度聚乙烯，於製造該一或多個容器的襯裡。理想的襯裡材料不需要共擠塑或障壁層來進行加工，且不含任何會不利影響待置於襯裡中之組分之純度需求的顏料、UV抑制劑、或加工劑。理想襯裡材料的清單包括含純淨(無添加劑)聚乙烯、純淨聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯、聚胺基甲酸酯、聚二氯亞乙烯、聚氯乙烯、聚縮醛、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁烯等等的薄膜。此等襯裡材料的較佳厚度係在約5密爾(mil)(0.005英吋)至約30密爾(0.030英吋) 之範圍內，例如，20密爾(0.020英吋)之厚度。

關於套組之容器，將以下專利及專利申請案之揭示內容的各別全體併入本文為參考資料：美國專利第7,188,644號，標題「使超純液體中之顆粒產生減至最小的裝置及方法(APPARATUS AND METHOD FOR MINIMIZING THE GENERATION OF PARTICLES IN ULTRAPURE LIQUIDS)」；美國專利第6,698,619號，標題「可回收及再利用的桶中袋流體儲存及配送容器系統(RETURNABLE AND REUSABLE,BAG-IN-DRUM FLUID STORAGE AND DISPENSING CONTAINER SYSTEM)」；及2008年5月9日提出申請之PCT/US08/63276號，標題「材料摻混及分佈用的系統及方法(SYSTEMS AND METHODS FOR MATERIAL BLENDING AND DISTRIBUTION)」。

在又另一態樣中，本發明係關於一種使用文中所述之組成物自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面蝕刻該氮化矽材料之方法。舉例來說，可移除氮化矽材料而不實質上地損壞金屬及金屬矽化物互連材料。此外，該等組成物較佳相對於氧化矽選擇性地移除氮化矽材料。因此，在一較佳具體例中，描述一種使用文中所述之組成物自其上具有氧化矽材料及氮化矽材料之微電子裝置之表面相對於氧化矽材料選擇性及實質上地移除該氮化矽材料之方法。如先前所定義，「選擇性移除」係定義為使用文中所述之組成物，至少50： 1，更佳至少75：1，及最佳至少100：1之SiN_x：SiO₂之選擇性移除。

在蝕刻應用中，組成物係以任何適當方式施用至其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面，例如，經由將組成物噴塗於裝置之表面上，經由將包括氮化矽材料之裝置浸泡(於靜態或動態體積之組成物中)，經由使裝置與其上吸收有組成物之另一材料(例如，墊、或纖維吸收性塗佈器元件)接觸，經由使包括氮化矽材料之裝置與循環組成物接觸，或藉由任何其他藉以使組成物與氮化矽材料進行移除接觸之適當手段、方式或技術。應用可係在分批或單一晶圓裝置中，用於動態或靜態清潔。有利地，文中描述之組成物藉由其對氮化矽材料相對於可能存在於微電子裝置結構上並暴露至組成物之其他材料(諸如氧化矽)的選擇性，以高度有效率及高度選擇性的方式達成氮化矽材料的至少部分移除。

在使用文中描述之組成物於自其上具有氮化矽材料之微電子裝置結構移除氮化矽材料時，典型上使組成物與裝置結構在約40℃至約150℃，較佳約80℃至約120℃範圍內之溫度下接觸約1分鐘至約200分鐘，較佳約5分鐘至約60分鐘之足夠時間。該等接觸時間及溫度係為說明性，可使用任何其他可有效地自裝置結構至少部分地移除氮化矽材料之適宜時間及溫度條件。有利地，當組成物包含文中所述含量之有機溶劑時，蝕刻氮化矽之方法可在較高溫度下進行，其 容許較高的蝕刻速率。

在一具體例中，組成物係於傳遞至裝置結構期間線上加熱。藉由線上加熱，而非在槽本身中，組成物壽命增長。

於達成期望的蝕刻作用後，可輕易地將組成物自其先前經施用的微電子裝置移除，例如，經由沖洗、洗滌、或其他移除步驟，此可能係在本發明組成物之給定最終應用中所需且有效的。舉例來說，裝置可用包含去離子水之沖洗溶液沖洗及/或乾燥(例如，旋轉乾燥、N₂、蒸氣乾燥等)。

文中描述之組成物較佳相對於氧化矽選擇性地蝕刻氮化矽材料。在一具體例中，氮化矽之蝕刻速率高(約90至約100埃/分鐘)，而SiN_x：SiO₂之選擇性為中度(約80：1至約150：1)。在另一具體例中，氮化矽之蝕刻速率低(約20至約50埃/分鐘)，而SiN_x：SiO₂之選擇性高(>200：1)。在又另一具體例中，氮化矽之蝕刻速率為中度(約60至約90埃/分鐘)，而SiN_x：SiO₂之選擇性為中度(約80：1至約150：1)。

本發明之又另一態樣係關於根據文中所述方法製得之經改良的微電子裝置及含有此等微電子裝置之產品。

又另一態樣係關於製造包含微電子裝置之物件之方法，該方法包括使微電子裝置與組成物接觸足夠的時間，以自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面蝕刻移除氮化矽材料，及將該微電子裝置併入至該物件中，其中該移除組成物 包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑、及水，由其所組成，或基本上由其所組成。該組成物可進一步包含氮化矽材料，由其所組成，或基本上由其所組成。

本發明之另一態樣係關於一種製造物件，其包括以下組分，由以下組分所組成，或基本上由以下組分所組成：微電子裝置基板；該基板上之氮化矽層；及包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種蝕刻劑、至少一種氧化劑、及水，由其所組成，或基本上由其所組成之組成物。

本發明之特徵及優點由以下論述之說明性實施例更完整地展示。

[實施例1]

製備如下表1中所述之五種組成物。將熱氧化物及氮化矽試樣於各組成物中在110℃下分別浸泡30分鐘及10分鐘，及使用橢圓偏光儀測定各者之蝕刻速率。將包括SiN_x：SiO₂之選擇性的結果提供於表1。

***

雖然本發明已參照本發明之特定態樣、特徵及說明性具體例說明於文中，但當明瞭本發明之效用並不因此受限，而係可延伸至並涵蓋許多其他變化、修改及替代具體例，此係熟悉本發明領域人士基於文中之揭示內容所可輕易明白。因此，於後文提出專利申請之本發明意欲廣泛地解釋及詮釋為包括所有在其精神及範疇內之該等變化、修改及替代具體例。

Claims (21)

1. 一種蝕刻組成物，該組成物包含至少一種烷氧基矽烷化合物、至少一種有機溶劑、至少一種氧化劑、至少一種蝕刻劑、及水，其中該蝕刻組成物係用於自包含氮化矽材料之微電子裝置之表面至少部分地移除該氮化矽材料。
2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，基於該組成物之總重量，該添加水量係少於約25重量%。
3. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該有機溶劑包括選自由下列所組成之群之物質：乙二醇、新戊二醇、丙二醇(PG)、二丙二醇、二甘醇(PEG)、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、二甘醇單甲醚、三甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、三甘醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚、三甘醇單丁醚、乙二醇單己醚、二甘醇單己醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚(DPGME)、三丙二醇甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇正丙基醚、二丙二醇正丙基醚、三丙二醇正丙基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚(DPGBE)、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚(苯氧基-2-丙醇)及其組合。
4. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該至少一種有機溶劑包含丙二醇或二甘醇。
5. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該烷氧基矽烷具有式SiR¹R²R³R⁴，其中該R¹、R²、R³及R⁴係彼此相 同或不同且係選自由下列所組成之群：氫、直鏈C₁-C₆烷基、分支鏈C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、苯基、及其組合，其限制條件為R¹、R²、R³或R⁴中之至少一者係C₁-C₆烷氧基。
6. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該烷氧基矽烷包括選自由下列所組成之群之物質：三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、二甲基乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、N-丙基三甲氧基矽烷、N-丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、及其組合。
7. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該烷氧基矽烷包括N-丙基三甲氧基矽烷。
8. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該蝕刻劑包括選自由下列所組成之群之物質：氫氟酸、氟化銨、氟化氫銨、六氟矽酸、四氟硼酸、四氟硼酸四丁銨(TBA-BF₄)、四烷基氟化銨(NR₄F)、烷基氟化氫(NRH₃F)、二烷基氟化氫銨(NR₂H₂F)、三烷基氟化氫銨(NR₃HF)、三烷基氟化三氫銨(NR₃：3HF)，其中R可彼此相同或不同且係選自由直鏈或分支鏈C₁-C₆烷基及其組合所組成之群。
9. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該蝕刻劑 包括氟化氫銨。
10. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該至少一種氧化劑包括選自由下列所組成之群之物質：過氧化氫、FeCl₃、發氧方(oxone)、過氧單硫酸銨、亞氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、硝酸銨、過硼酸銨、過氯酸銨、過碘酸銨、過硫酸銨、次氯酸銨、過硫酸鈉、次氯酸鈉、碘酸鉀、過錳酸鉀、過硫酸鉀、硝酸、過硫酸鉀、次氯酸鉀、亞氯酸四甲銨、氯酸四甲銨、碘酸四甲銨、過硼酸四甲銨、過氯酸四甲銨、過碘酸四甲銨、過硫酸四甲銨、過氧單硫酸四丁銨、過氧單硫酸、硝酸鐵、尿素過氧化氫、過乙酸、及其組合。
11. 如申請專利範圍第1項之蝕刻組成物，其中，該至少一種氧化劑包括硝酸。
12. 如申請專利範圍第1項之組成物，其包括選自由下列所組成之群之組分：氟化氫銨、丙二醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸、及水；氟化氫銨、丙二醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸銨、及水；及氟化氫銨、二甘醇、N-丙基三甲氧基矽烷、硝酸、及水。
13. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該pH係在約1至約7之範圍內。
14. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該pH係在約3至約7之範圍內。
15. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中，該組成物進 一步包含氮化矽材料殘留物。
16. 一種自其上具有氮化矽材料之微電子裝置之表面蝕刻該氮化矽材料之方法，該方法包括使該表面與申請專利範圍第1至15項中任一項之組成物接觸，其中該組成物自該表面至少部分地移除該氮化矽材料。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，該組成物相對於氧化矽材料選擇性地移除氮化矽材料。
18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中，該SiN_x：SiO₂移除之選擇性係至少50：1。
19. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，該接觸包括在約40℃至約150℃範圍內之溫度下約1分鐘至約200分鐘範圍內之時間。
20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，該組成物係在傳遞至裝置結構之期間線上加熱。
21. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，在達成期望的蝕刻作用後，將該組成物自該表面沖洗掉。