专利名称：用于化学机械抛光包含氧化硅电介质和多晶硅膜的基底的含水抛光组合物和方法
用于化学机械抛光包含氧化硅电介质和多晶硅膜的基底的含水抛光组合物和方法 本发明涉及一种新型含水抛光组合物，其尤其适合用于抛光包含氧化硅电介质和多晶硅膜且任选包含氮化硅膜的半导体基底。此外，本发明涉及一种抛光用于制造电子、机械和光学器件的基底的新型方法，所述基底材料包含氧化硅和多晶硅膜，且任选包含氮化硅膜。引用文献本申请中所引文献通过引用全文并入。
背景技术：
化学机械平坦化或抛光(CMP)是获得集成电路(IC)器件局部和全局平坦度的主要方法。该技术通常施用含有磨料和其他添加剂的CMP组合物或淤浆作为在施加负载下处于旋转基底表面与抛光垫之间的活性化学品。因此，CMP方法兼具物理过程如摩擦以及化学过程如氧化或螯合。不希望基底材料由纯物理作用或纯化学作用而除去或抛光，而是希望二者的协同增效组合以获得快速均匀的除去。以此方式除去基底材料直至获得所需的平坦度或者阻挡子层或停止膜暴露。最终，获得平坦的无缺陷表面，其能通过后续的光刻、图案化、蚀刻和薄膜加工而进行合适的多层IC器件制造。浅槽隔离(STI)为特殊CMP应用，其通常需要在图案化晶片基底上相对于氮化硅选择性除去二氧化硅。在这种情况下，用电介质材料如二氧化硅过量填充经蚀刻的沟槽，使用氮化硅阻挡膜作为停止膜抛光该电介质材料。在从阻挡膜清除二氧化硅且同时使暴露的氮化硅和沟槽二氧化硅的除去最小化下结束CMP方法。
这要求CMP淤浆能实现二氧化硅材料除去速率MRR对氮化硅除去速率MRR的高相对比，该比值在本领域中也称为氧化物对氮化物的选择性。近年来，也将多晶硅膜用作为阻挡膜或电极材料(参见美国专利US6, 626，968B2)。因此，非常希望提供允许对包含氧化硅电介质和多晶硅膜的基底进行全局平坦化的CMP淤浆和方法。这要求CMP淤浆具有高氧化物对多晶硅的选择性。甚至更希望提供允许对额外包含氮化硅膜的基底进行全局平坦化的CMP淤浆和方法。在这种情况下，氧化物对氮化物的选择性不应过高，以避免在包含二氧化硅、氮化硅和多晶硅区域的全局平坦化、不均匀、图案化表面中形成碟形缺陷以及其他损伤和缺陷。然而，氮化硅对多晶硅的选择性也应高。在STI应用中，氧化铈基CMP淤浆由于其能实现相对高的氧化物对氮化物选择性而受到显著关注，所述高氧化物对氮化物选择性归因于氧化铈对二氧化硅的高化学亲合性，这在本领域也称为氧化铈的化学齿化作用(tooth action)。尽管如此，必须通过“调节”选择性的添加剂改善氧化铈基CMP淤浆的氧化物对多晶硅的选择性。已进行了许多尝试以调节氧化铈基CMP淤浆的选择性。因此，Jae-DonLee 等在 Journal of the Electrochemical Society, 149 (8),G477-G481，2002中公开了具有不同亲水-亲油平衡(HLB)值的非离子表面活性剂如聚氧化乙烯、氧化乙烯-氧化丙烯共聚物和氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯三嵌段共聚物对CMP期间的氧化物对多晶硅选择性的影响。然而，使用热解法二氧化硅作为磨料且没有描述氧化物对氮化物的选择性。美国专利申请US2002/0034875A1和美国专利US6, 626，968B2公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其含有表面活性剂，pH值调节剂如氢氧化钾、硫酸、硝酸、盐酸或磷酸以及含有亲水官能团和亲油官能团的聚合物如聚乙烯基甲基醚(PVME)、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯23月桂基醚(POLE)、聚丙酸(PPA)、聚丙烯酸(PM)和聚乙二醇二醚(PEGBE)。所述氧化铈基CMP淤浆提高了氧化物对多晶硅的选择性。美国专利US6，645，051B2公开了一种用于抛光内存硬盘基底的氧化铈基CMP淤浆，其含有至少一种选自聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物的非离子表面活性剂。美国专利申请US2003/0228762A1公开了一种用于抛光含有低k介电膜的基底的CMP淤浆，所述CMP淤浆含有:-选自氧化招、二氧化娃、二氧化钛、氧化铺、氧化错、氧化锗、氧化镁和其共形成的产物的磨料颗粒，和
-具有至少一个亲油头基(headgroup)和至少一个亲水尾基(tail group)的两亲性非离子表面活性剂。根据US2003/0228762A1，合适头基包括聚硅氧烷，四(^_4烷基癸炔、饱和或特别是不饱和C6_3。烧基,聚氧丙稀基团,C6_12烧基苯基或烧基环己基和聚乙稀基团。合适尾基包括聚氧乙烯基团。因此，两亲性非离子表面活性剂可选自聚氧乙烯烷基醚或酯。美国专利申请US2006/0124594A1公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其具有至少1.5cP的粘度且包含增粘剂，所述增粘剂包括非离子聚合物如聚乙二醇(PEG)。该氧化铈基CMP淤浆据说具有高氧化物对氮化物选择性并引起低晶片内非均匀性WIWNU。美国专利申请US2006/0216935A1公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其包含蛋白质、赖氨酸和/或精氨酸，以及吡咯烷酮类化合物如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、N-辛基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N- 丁基-2-吡咯烷酮、N-己基-2-吡咯烷酮、N-癸基-2-吡咯烷酮、N-十八烷基-2-吡咯烷酮和N-十六烷基-2-吡咯烷酮。所述氧化铈基CMP淤浆可进一步包含分散剂，如聚丙烯酸、二醇和聚二醇。具体实施例使用脯氨酸、聚乙烯基吡咯烷酮或N-辛基-2-吡咯烷酮、PPO/PEO嵌段共聚物和戊二醛。所述氧化铈基CMP淤浆据信不腐蚀性地除去沟槽二氧化硅，由此允许超出端点的延伸性抛光而基本不提闻最小台阶闻度。美国专利申请US2007/0077865A1公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其包含优选获自由BASF销售的Pluronic 族的聚氧化乙烯/聚氧化丙烯共聚物。所述氧化铈基CMP淤浆可进一步包含氨基醇如2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇(DMAMP)、2-氨基-2-乙基_1_丙醇(AMP)、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇、2-(异丙基氨基)乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、2-( 二乙基氨基)乙醇、2-(2-二甲基氨基)乙氧基)乙醇、1，1’-[[3-( 二甲基氨基)丙基]亚氨基]-双_2_丙醇、2-(2-丁基氨基)乙醇、2_(叔丁基氨基)乙醇、2-( 二异丙基氨基)乙醇和N-(3-氨基丙基)吗啉。所述氧化铈基CMP淤浆可进一步包含季铵化合物，如四甲基氢氧化铵；成膜剂，如烷基胺、链烷醇胺、羟胺、磷酸酯、月桂基硫酸钠、脂肪酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基膦酸酯、聚苹果酸酯、聚苯乙烯磺酸酯、聚乙烯基硫酸酯、苯并三唑、三唑和苯并咪唑；以及络合剂，如乙酰丙酮、乙酸盐、乙醇酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、掊酸、草酸盐、邻苯二甲酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、乙二胺四乙酸、乙二醇、
焦儿茶酚、焦掊酚、单宁酸、镇盐和膦酸。所述氧化铈基CMP淤浆据信提供了良好的二氧化
娃对多晶娃选择性和/或氮化娃对多晶娃选择性。美国专利申请US2007/0175104A1公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其包含选自具有被选自如下组的任何成员取代的N-单取代或N，N- 二取代骨架的水溶性聚合物的多晶硅抛光抑制剂:丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及其α -取代衍生物；聚乙二醇；聚乙烯基吡咯烷酮；烷氧基化的线性脂族醇以及基于乙炔的二醇的氧化乙烯加合物。所述氧化铈基CMP淤浆可包含额外水溶性聚合物，如多醣如藻酸、果胶酯酸、羧甲基纤维素、琼脂、凝胶多糖和芽霉多糖(pullulan);聚羧酸，如聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚苹果酸、聚甲基丙烯酸、聚酰亚胺酸、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸、聚(对苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、氨基聚丙烯酰胺、聚乙醛酸及其盐；以及乙烯基聚合物，如聚乙烯醇和聚丙烯醛。所述氧化铈基CMP淤浆据说具有高二氧化硅对多晶硅选择性。美国专利申请US2008/0085602A1 和 US2008/0124913A1 公开了一种氧化铈基 CMP淤浆，其包含0.001-0.1重量％的选自氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯三嵌段共聚物和聚丙烯酸的非离子表面活性剂作为分散剂。所述氧化铈基淤浆据说具有高二氧化硅和氮化硅对多晶娃的选择性。美国专利申请US2008/0281486公开了一种氧化铈基CMP淤浆，其含有亲水-亲油平衡(HLB)值为12-17的非离子表面活性剂。非离子表面活性剂选自聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯异辛基苯基醚及其混合物。 在CMP淤浆中据说具有高二氧化硅相对于多晶硅选择性。电子器件，尤其是半导体集成电路(IC)的制造需要尤其涉及高选择性CMP的高精度方法。尽管现有技术的氧化铈基CMP淤浆可具有令人满意的氧化物对多晶硅的选择性且可获得具有良好的全局和局部平坦度的抛光晶片(例如晶片内非均匀性(WIWNU)和晶片间非均匀性(WTWNU))，但IC构造，尤其是具有LSI (大规模集成)或VLSI (超大规模集成)的IC的不断减小的尺寸需要持续改善氧化铈基CMP淤浆，以满足集成电路器件制造商日益提高的技术和经济要求。然而，该持续改善现有技术氧化铈基CMP淤浆的迫切需要不仅适用于集成电路器件领域，而且也必须改善在制造其他电子器件的领域中的抛光和平坦化功效，所述其他电子器件如液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微机械、DNA芯片、微装置、光伏电池和磁头；以及高精度机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃如光学掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO);光学集成电路、光学开关元件、光波导、光学单晶如光纤端面和闪烁体、固态激光器单晶、用于蓝色激光LED的蓝宝石基底、半导体单晶和用于磁盘的玻璃基材。这类电子、机械和光学器件的制造也需要高精度CMP工艺步骤。日本专利申请JP2001-240850A公开了一种CMP淤浆，其包含氧化铝、氧化锆或碳化硅作为磨料；氧化烯-氧化乙烯嵌段或无规共聚物作为分散剂，以及磷酸钠或聚磷酸钠作为“防锈剂”。氧化烯-氧化乙烯共聚物具有如下通式:Z-[{(A0)n/(EO) J R1Jp,其中指数和变量具有如下含义:P为1-6的整数；η为平均值为10-200的整数；m为平均值为1-300的整数；E为亚乙基；A 为亚丙基或 I, 2-,2, 3_、I, 3_ 或 I, 4_ 亚丁基；Z 为多兀醇(p-hydric alcohol)的残基；和R1为氢原子、具有1-18个碳原子的烷基或具有2-24个碳原子的酰基。所述CMP淤浆用于抛光硅晶片、玻璃、铝、陶瓷、合成二氧化硅、石英和蓝宝石。没有公开关于二氧化硅和/或氮化硅相对于多晶硅的选择性。美国序列号为61/380719于2010年9月8日提交的优先的美国临时专利申请描述了一种氧化铈基CMP淤浆，其含有至少一种选自线性和支化氧化烯均聚物和共聚物的水溶性聚合物，如日本专 利申请JP2001-240850A，美国专利申请US2007/0077865A1、US2006/0124594A1 和 US2008/0124913A1，美国专利 US2006/0213780A1 和 BASFCorporation 公司手册 “Pluronic & Tetronic Block Copolymer Surfactants, I"6，，所公开。此外，氧化铈基CMP淤浆含有至少一种阴离子磷酸盐分散剂。氧化铈基CMP淤浆显示出优异的氧化物对多晶硅选择性和高氮化物对多晶硅选择性与有利的氧化物对氮化物选择性。提交于2010年10月7日的优先欧洲专利申请N0.10186886.7描述了一种二氧化硅基CMP淤浆，其含有至少一种选自水溶性或水分散性表面活性剂的两亲性非离子表面活性剂，其具有至少一种选自具有5-20个碳原子的支化烷基的亲油基团(bl);和至少一种亲水基团(b2)，其选自包含氧乙烯单体单元(b21)和至少一种取代氧化烯单体单元(b22)的聚氧化烯基团，其中该取代基选自烷基、环烷基或芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基；所述聚氧化烯基团以无规、交替和/或嵌段状分布含有单体单元(b21)和(b22)。CMP淤浆呈现出高二氧化硅、氮化钽和铜相对于超低k介电材料的选择性。发明目的因此，本发明的目的是提供一种新型含水抛光组合物，特别是新型化学机械抛光(CMP)组合物，尤其是新型氧化铈基CMP淤浆，其不再呈现出现有技术抛光组合物的缺陷和缺点。特别地，所述新型含水抛光组合物，特别是所述新型化学机械抛光(CMP)组合物，尤其是所述新型氧化铈基CMP淤浆应表现出显著改善的氧化物对多晶硅选择性，且获得具有优异的全局和局部平坦度(如晶片内非均匀性(WIWNU)和晶片间非均匀性(WTWNU))的抛光晶片。因此，其应非常适合用于制造具有尺寸在50nm以下的结构的IC构造，尤其是具有LSI (大规模集成)或VLSI (超大规模集成)的1C。最特别地，所述新型氧化铈基CMP淤浆也应表现出高氮化物对多晶硅选择性和有利的氧化物对氮化物选择性。此外，所述新型含水抛光组合物，特别是所述新型化学机械抛光(CMP)组合物，尤其是所述新型氧化铈基CMP淤浆应不仅格外可用于集成电路器件领域，而且也应最有效且有利地可用于其他电子器件的制造领域中，所述其他电子器件如液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微机械、DNA芯片、微装置和磁头；以及高精度机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃如光学掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO);光学集成电路、光学开关元件、光波导、光学单晶如光纤端面和闪烁体、固态激光器单晶、用于蓝色激光LED的蓝宝石基底、半导体单晶和用于磁盘的玻璃基材。本发明的另一目的是提供一种抛光用于机械、电子和光学器件的基底的新型方法，所述基底材料包含氧化娃电介质和多晶娃膜，且任选包含氮化娃膜。发明简述因此，已发现一种新型含水抛光组合物，所述含水抛光组合物包含:(A)至少一种含有氧化铈或由其构成的磨料颗粒，和(B)至少一种选自通式I的水溶性和水分散性线性和支化聚氧化烯嵌段共聚物的两亲性非离子表面活性剂:R[(Bl)m/(B2)nY]p(I)，其中指数和变量具有如下含义:m为彡I的整数；η为彡I的整数；P为彡I的整数；R为氢原子或具有5-20碳原子的线性和支化烷基以外的一价或多价有机残基；(BI)基本由氧乙烯单体单元构成的嵌段；(Β2)基本由至少一种取代氧化烯单体单元构成的嵌段，其中取代基选自至少两个甲基、具有至少两个碳原子的烧基和环烧基、芳基、烧基_环烧基、烧基_芳基、环烧基_芳基和烷基-环烷基-芳基；和Y为氢原子或具有5-20个碳原子的线性和支化烷基以外的一价有机残基；条件是当(B)含有大于一个嵌段(BI)或(Β2)时，相同类型的两个嵌段由另外类型的嵌段彼此分开。在下文中，将所述新型含水抛光组合物称为“本发明组合物”。此外，已发现所述抛光用于机械、电子和光学器件的基底的新型方法，包括使所述基底材料与本发明组合物接触至少一次并抛光所述基底材料，直至获得所需平坦度。在下文中，将所述抛光用于机械、电子和光学器件的基底材料的新型方法称为“本发明方法”。本发明优点鉴于现有技术，令技术人员惊奇且无法预料的是，本发明目的可通过本发明组合物和本发明方法实现。特别令人 惊奇的是，本发明组合物呈现出显著改善的氧化物对多晶硅的选择性，且获得具有优异全局和局部平坦度的抛光晶片(如晶片内非均匀性(WIWNU)和晶片间非均匀性(WTWNU))。因此，其非常适合用于制造具有尺寸在50nm以下的结构的IC构造，尤其是具有LSI (大规模集成)或VLSI (超大规模集成)的1C。最特别地，本发明组合物也表现出有利的氮化物对多晶硅选择性与有利的氧化物对氮化物选择性。此外，本发明组合物在长期运输和储存期间稳定，该稳定性显著改善了后勤和过
程管理。此外，本发明组合物不仅格外可用于集成电路器件领域，而且最有效且有利地可用于制造其他电子器件的领域中，所述其他电子器件如液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微机械、DNA芯片、微装置和磁头；以及高精度机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃如光学掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO);光学集成电路、光学开关兀件、光波导、光学单晶如光纤端面和闪烁体、固态激光器单晶、用于蓝色激光LED的蓝宝石基底、半导体单晶和用于磁盘的玻璃基材。因此，本发明组合物可最特别地用于本发明方法。本发明方法可最有利地用于抛光(尤其是化学机械抛光)电子器件的基底材料，所述电子器件如液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微机械、DNA芯片、微装置和磁头；以及高精度机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃如光学掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO);光学集成电路、光学开关元件、光波导、光学单晶如光纤端面和闪烁体、固态激光器单晶、用于蓝色激光LED的蓝宝石基底、半导体单晶和用于磁盘的玻璃基材。然而，最特别地是，本发明方法非常适合用于抛光包含氧化硅电介质和多晶硅膜且任选包含氮化硅膜的半导体晶片。本发明方法获得无蝶形缺陷、杯形缺陷(cupping)或热点的具有优异全局和局部平坦度和均衡性的抛光晶片，如晶片内非均匀性(WIWNU)和晶片间非均匀性(WTWNU)所例示。因此，其非常适合用于制造具有尺寸在50nm以下的结构的IC构造，尤其是具有LSI (大规模集成)或VLSI (超大规模集成)的1C。发明详述`本发明组合物为含水组合物。这意指其包含水，尤其是超纯水作为主溶剂和分散齐U。然而，本发明组合物可包含至少一种水溶混性有机溶剂，但所述有机溶剂的量仅为不改变本发明组合物的水性特性的少量。本发明组合物优选包含其量为60-99.95重量％，更优选70-99.9重量％，甚至更优选80-99.9重量％，最优选90-99.9重量％的水，所述重量百分数基于本发明组合物的总重量。“水溶性”意指本发明组合物的有关组分或成分可以以分子水平溶于水相中。“水分散性”意指本发明组合物的有关组分或成分可分散于水相中并形成稳定的乳液或悬浮液。本发明组合物的第一必要成分为至少一种，优选一种含有氧化铈或由其构成的磨料颗粒⑷。磨料颗粒(A)的平均粒度可在宽范围内变化，且因此可最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。由动态激光散射所测定的平均粒度优选为l_2000nm，优选 Ι-lOOOnm，更优选 l_750nm，最优选 l_500nm，特别是 10_250nm，例如 80_200nm。磨料颗粒(A)的粒度分布可为单峰、双峰或多峰。粒度分布优选为单峰，从而在本发明方法期间具有易再现的磨料颗粒(A)的性能特性和易再现的条件。
此外，磨料颗粒(A)的粒度分布可为窄或宽的。粒度分布优选为窄的，仅具有少量的小颗粒和大颗粒，从而在本发明方法期间具有易再现的磨料颗粒(A)的性能特性和易再现的条件。磨料颗粒(A)可具有各种形状。因此，其可具有一种或基本上一种形状。然而，磨料颗粒(A)也可具有不同的形状。特别地，本发明给定组合物中可存在两种不同形状的磨料颗粒(A)。至于形状本身，其可为立方体、具有斜边的立方体、八面体、二十面体、球节状和具有或不具有突起或凹陷的球体。所述形状最优选为不具有或仅具有极少突起或凹陷的球体。通常优选该形状，这是因为其通常提高了磨料颗粒(A)在CMP方法期间对其所暴露的机械力的耐受性。含有氧化铈的磨料颗粒(A)可含有少量其他稀土金属氧化物。由氧化铈构成的磨料颗粒(A)可具有六角形、立方体或面心立方晶格。含有氧化铈的磨料颗粒(A)优选为包含核的复合颗粒(A)，所述核包含至少一种不同于氧化铈的其他磨料颗粒状材料或由其构成，所述其他磨料颗粒状材料尤其为氧化
招、二氧化娃、二氧化钛、氧化错、氧化锌及其混合物。这类复合颗粒(A)例如由W02005/035688A1 ；US6, 110，396 ；US6, 238，469B1 ；US6, 645，265B1 ；K.S.Choi 等，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.，第 671 卷，2001MaterialsResearch Society, M5.8.1 至 M5.8.10 ；S._H.Lee 等，J.Mater.Res.，第 17 卷第 10 期(2002),第 2744-2749 页；Α.Jindal 等，Journal of the Electrochemical Society,150(5) ,G314-G318 (2003) ；Z.Lu, Journal of Materials Research，第 18 卷第 10 期，2003年 10 月，Materials Research Society 或 S.Hedge 等，Electrochemical and Solid-StateLetters, 7 (12)，G316-G318 (2004)已知。复合颗粒(A)最优选为包含选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锌及其混合物且具有20-100n·m核尺寸的核的悬钩子型(raspberry-type)涂覆颗粒,其中所述核涂覆有粒度在IOnm以下的氧化铺颗粒。本发明组合物中所用的磨料颗粒(A)的量可在宽范围内变化，且因此可最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。本发明组合物优选包含0.005-10重量％，更优选0.01-8重量％,最优选0.01-6重量％的磨料颗粒(A),所述重量百分数基于本发明组合物的总重量。本发明组合物的第二必要成分为至少一种，优选一种两亲性非离子表面活性剂
(B)，其选自水溶性和水分散性，优选水溶性，线性和支化，优选线性的具有通式I的聚氧化烯嵌段共聚物:R[(Bl)m/(B2)nY]p。在通式I中，指数m和η相互独立地为等于或大于I的整数，优选1_10的整数，更优选1-5，最优选1-3。通式I的指数P为等于或大于I的整数，优选1-100的整数，更优选1-50，甚至更优选1-25，最优选1-10。变量R表示氢原子或具有5-20个碳原子的线性和支化烷基以外的一价或多价有机残基。优选地，一价或多价有机残基R选自具有1-4和21-30个碳原子的烷基和环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基。更优选地，一价或多价有机残基R衍生于单羟基和多羟基化合物R’。合适的单羟基化合物R’的实例为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇，由线性和支化二i^一烷醇、二十二烷醇、二十三烷醇、二十四烷醇、二十五烷醇、二十六烷醇、二十七烷醇、二十八烷醇、二十九烷醇和三十烷醇衍生的单醇，环己醇、苄醇、苯酚和在其4位具有4-16个碳原子的烷基的酚类。合适二羟基化合物R’的实例为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二甘
醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、亚乙基丙二醇、二亚乙基丙二醇、亚乙基二丙二醇，I, 2_、I, 3-和1，4- 二羟基环己烷和苯以及双酚A和F。合适三羟基化合物R’的实例为甘油，1，2，3-三羟基正丁烷，三羟甲基丙烷，
I,2，3_、I, 2，4-和I, 3，5-三羟基环己烷和苯。合适多羟基化合物R’的实例为季戊四醇，I, 2，3，4-、1，2，3，5_和I, 2，4，5-四羟基
环己烷和苯，聚乙烯醇、聚羟苯乙烯、糖醇、环多醇、碳水化合物，以及甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、糖醇和环多醇的二聚体和低聚物。合适糖醇R’的实例为丁糖醇、戊糖醇、己糖醇、庚糖醇和辛糖醇，尤其是赤藓醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、半乳糖醇、甘露糖醇、葡糖醇、蒜糖醇、阿卓糖醇和艾杜糖醇。合适二聚体R’的实例为甘油、三羟甲基丙烷、赤藓醇、苏糖醇和季戊四醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇(isomalt)和乳糖醇的二聚体，尤其是二-、四-、五-、六-、七-、八-、九-、十_、十一-和十二聚-甘油、-三羟甲基丙烷、-赤藓醇、-苏糖醇和-季戊四醇。合适环多醇R’的实例为1，2，3，4，5-五羟基环己烷和肌醇，尤其是肌肉肌醇(myo-1nositol)、青蟹肌醇(scyllo-1nositol)、粘质肌醇(muco_inositol)、手性肌醇(chiro-1nositol)、新肌醇(neo-1nositol)、异肌醇(allo-1nositol)、表肌醇(ep1-1nositol)和顺式肌醇(cis-1nositol)。合适碳水化合物R’的实例为单糖、二糖、寡糖、多糖、脱氧糖和氨基糖，尤其是单糖。合适单糖R’的实例为阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、艾杜糖、半乳糖和塔罗糖。氢原子以外的残基R可以带有至少一个惰性取代基。“惰性”意指取代基不会在长期储存和本发明方法过程中引发氧化乙烯和氧化烯聚合以及本发明组合物的组分的不希望的反应如分解和/或沉降。合适惰性取代基的实例为卤原子，尤其是氟和氯原子，硝基，臆基以及经由氧或硫原子与残基R连接的烧基，环烧基和芳基，竣基，次硫酸基(sulfoxy),磺基，羧酸、磺酸和膦酸酯基或氨基甲酸酯基团。惰性取代基的用量使得它们不会不利地影响表面活性剂(B)的亲水-亲油平衡(HLB)值。优选地，取代基不带该类惰性取代基。最优选地，残基R为氢原子。通式I的两亲性非离子表面活性剂(B)含有至少一个嵌段(BI)和至少一个嵌段(B2)，条件是当(B)含有大于一个嵌段(BI)和(B2)时，相同类型的两个嵌段由另外类型的嵌段彼此分开。因此，两亲性非 离子表面活性剂(B)可以含有各种如下通用嵌段状结构:-B1-B2 ；
-B1-B2-B1 ；-B2-B1-B2 ；-B1-B2-B1-B2 ；-B1-B2-B1-B2-B1 ；-B2-B1-B2-B1-B2 ；-B1-B2-B1-B2-B1-B2 ；-B1-B2-B1-B2-B1-B2-B1 ;和-B2-B1-B2-B1-B2-B1-B2。如果存在两个或更多个嵌段(BI)，则它们可以具有相同或基本相同的组成、分子量和HLB值，或者它们可以彼此不同。这同样适用于嵌段(B2)。优选地，两亲性非离子表面活性剂(B)含有通用嵌段状结构B1-B2、B1-B2-B1或B2-B1-B2。嵌段(BI)基本由氧乙烯单体单元构成。“基本由……构成”意指嵌段(BI)完全由氧乙烯单体单元构成或含有少量的氧丙烯单体单元和/或氧化烯单体单元，即嵌段(B2)的单体单元。“少量”意指氧乙烯单体单元以外的单体单元的浓度低至由氧乙烯单体单元导致的嵌段(BI)的化学和物理化 学性能，尤其是亲水性质不会受到不利的影响而是有利的改性。与嵌段(B2)的平均聚合度无关，嵌段(BI)的平均聚合度可在宽范围内变化，且因此可以最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。平均聚合度优选为5-100，更优选5-75，最优选5-50。嵌段(B2)基本由至少一种，优选一种取代氧化烯单体单元构成，其中取代基选自至少两个甲基、具有至少两个碳原子的烷基和环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基。“基本由……构成”意指嵌段(B2)完全由所述氧化烯单体单元构成或含有少量的氧丙烯和/或氧乙烯单体单元。“少量”意指氧乙烯和/或氧丙烯单体单元的浓度低至由氧化烯单体单元导致的嵌段(B2)的化学和物理化学性能，尤其是亲油性质不会受到不利的影响而是有利的改性。优选地，嵌段(B2)的氧化烯单体单元衍生于取代环氧乙烷，其中取代基选自至少两个甲基、具有至少两个碳原子的烧基和环烧基、芳基、烧基_环烧基、烧基_芳基、环烧基-芳基和烷基-环烷基-芳基。更优选地，取代基选自至少两个甲基、具有2-10个碳原子的烷基，具有5-10个碳原子的呈螺环、外向环和/或稠合构型的环烷基，具有6-10个碳原子的芳基、具有6-20个碳原子的烷基-环烷基、具有7-20个碳原子的烷基-芳基、具有11-20个碳原子的环烷基-芳基和具有12-30个碳原子的烷基-环烷基-芳基。合适烷基的实例为两个甲基和乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2，2- _■甲基丙_1_基、正己基，2-、3-和4-甲基戍-1-基，2，2-和3，3- _■甲基丁 _1_基、正庚基、2，3- _■甲基戍_1_基、2，3, 3- 二甲基丁 _1_基、正羊基、异羊基、2_乙基己基、正壬基、2-乙基-3，4- 二甲基戊-1-基和正癸基；优选甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、正戊基和正己基。
合适环烷基的实例为环戊基、环己基、环戊烷-1，1-二基、环戊烷-1，2-二基、环己烧_1, 1- 二基和环己烧_1, 2- 二基。合适芳基的实例为苯基以及1-和2-萘基。合适烷基-环烷基的实例为环戊基-和环己基甲基、2-环戊基-和2-环己基乙-1-基、3-环戊基-和3-环己基丙-1-基和4-环戊基-和4-环己基-正丁 -1-基。合适烷基-芳基的实例为苯基甲基、2-苯基乙-1-基、3-苯基丙-1-基和4-苯基正丁 _1_基。合适环烷基-芳基的实例为4-苯基环己-1-基、4-环己基苯-1-基和2，3_ 二氢却 _1，2~ _.某。合适烷基-环烷基-芳基的实例为环己基苯基甲基和2-环己基-2-苯基乙_1_基。特别优选的取代环氧乙烧的实例为乙基-、2，2_和2，3_ 二甲基_、2，2，3_ 二甲基-、2，2, 3, 3-四甲基-、2-甲基_3-乙基-、2，2-和2，3- 二乙基-、正丙基_、2-甲基_3-正丙基_、正丁基_、正戊基_、正己基_、正庚基_、正辛基_、正壬基_、正癸基_、环戊基_、环己基-、苯基_和萘基 环氧乙焼；I, 2-环氧基-环己烧和-环戍烧；1-氧杂-3-螺[3.4]-庚烧和1_氧杂_3_螺[3.5]-羊烧；和1，2_环氧基-2，3- 二氧却。最优选地，取代环氧乙烷选自2-乙基_、2，3- 二甲基-和2，2_ 二甲基环氧乙烷，特别优选2-乙基环氧乙烷和2，3- 二甲基环氧乙烷。因此，特别优选使用的氧化烯单体单元选自氧基丁 -1，2-亚基、_CH (C2H5) -CH2_0_ 和氧基丁 -2，3_ 亚基、_CH (CH3) _CH (CH3) _0_。与嵌段(BI)的平均聚合度无关，嵌段(B2)的平均聚合度可以在宽范围内变化，且因此可以最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。平均聚合度优选为5-100，更优选5-75，最优选5-50。变量Y为氢原子或具有5-20个碳原子的线性和支化烷基以外的一价有机残基。优选地，一价有机残基Y选自具有1-4和21-30个碳原子的烷基和环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基。更优选地，一价残基Y选自甲基，乙基，丙基，异丙基，正_、仲-和叔丁基，线性和支化的二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基，环己基，苄基和苯基，和在其4位具有4-16个碳原子的烷基的苯基。优选地,一价残基Y为氢原子。两亲性非离子表面活性剂⑶的亲水-亲油平衡(HLB)值可以在宽范围内变化，且因此可以最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。HLB值优选为3-20，最优选 4-18。两亲性非离子表面活性剂(B)的表面张力还可以在宽范围内变化，且因此可以最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。表面张力在25° C下优选为20-60达因/cm，更优选25-55达因/cm，最优选25-50达因/cm。两亲性非离子表面活性剂(B)的重均分子量还可以在宽范围内变化，且因此可以最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。重均分子量优选为1000-10,000道尔顿，最优选1100-8000道尔顿，特别是1100-3500道尔顿。两亲性阴离子表面活性剂(B)的制备不提供化学和方法特性，但它们可以根据常规和已知方法进行，例如使用上述单-和多羟基化合物R’作为起始剂分子或不使用该类起始剂分子的合适环氧乙烷的阴离子开环聚合或合适表氯醇的缩聚。本发明组合物中的两亲性非离子表面活性剂(B)的浓度可在宽范围内变化，且因此可最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。本发明组合物优选包含0.001-5重量％，更优选0.005-2.5重量％，甚至更优选0.0075-1重量％，最优选0.0075-0.5重量％的两亲性非离子表面活性剂(B)。本发明组合物可含有至少一种不同于成分或组分(A)、(B)和(C)的功能组分(D)。功能组分(D)优选选自通常用于氧化铈基CMP淤浆中的化合物。这类化合物(D)的实例例如公开于如下文献中:Y.N.Prasad 等，Electrochemical and Solid-StateLetters,9 (12), G337-G339(2006) ；Hyun-Goo Kang 等，Journal of Material Research,第 22 卷第 3 期，2007,第 777-787 页；S.Kim 等，Journal of Colloid and InterfaceScience, 319 (2008),第 48-52 页；S.V.Babu 等，Electrochemical and Solid-StateLetters,7 (12), G327-G330(2004) ； Jae-Dong Lee 等，Journal of the ElectrochemicalSociety, 149 (8), G477-G481, 2002 ;美国专利 US5, 738,800、US6, 042, 741、US6, 132,637、US6, 218，305B、US5, 759，917、US6,689，692B1、US6, 984，588B2、US6, 299，659B1、US6, 626, 968B2、US6, 436, 835B1、US6, 491, 843B1、US6, 544, 892B2、US6, 627, 107B2、US6, 616，514B1 和 US7, 071，105B2 ;美国专利申请 US2002/0034875A1、US2006/0144824A1、US2006/0207188A1, US2006/0216935A1、US2007/0077865A1, US2007/0175104A1,US2007/0191244A1 和 US2007/0218811A1 ;以及日本专利申请 JP2005-336400A。此外，功能组分(D)选自:不同于颗粒(D)的有机、无机和有机-无机混杂磨料颗粒；具有最低临界溶解温度LC ST或最高临界溶解温度UCST的材料；氧化剂；钝化剂；电荷反转剂；具有至少3个在含水介质中不可离解的羟基的有机多元醇；由至少一种具有至少3个在含水介质中不可离解的羟基的单体所形成的低聚物和聚合物；络合剂或螯合剂；摩擦剂；稳定剂；流变剂；表面活性剂；金属阳离子；杀菌剂或生物杀伤剂和有机溶剂。合适的有机磨料颗粒(D)及其有效量例如由美国专利申请US2008/0254628A1第4页第
段或国际申请W02005/014753A1已知，其中公开了由三聚氰胺和三聚氰胺衍生物(如乙酰胍胺、苯并胍胺和双氰胺)构成的固体颗粒。合适的无机磨料颗粒(D)及其有效量例如由国际专利申请W02005/014753A1第12页第1-8行或美国专利US6，068, 787第6栏第41行至第7栏第65行已知。合适的有机-无机混杂磨料颗粒⑶及其有效量例如由美国专利申请US2008/0254628A1 第 4 页第
段或 US2009/0013609A1 第 3 页第
段至第 6 页第
段已知。合适的氧化剂⑶及其有效量例如由欧洲专利申请EP1036836A1第8页第
段和第
段或美国专利US6，068, 787第4栏第40行至第7栏第45行或US7，300, 601B2第4栏第18-34行已知。优选使用有机和无机过氧化物，更优选使用无机过氧化物。特别地，使用过氧化氢。合适的钝化剂(D)及其有效量例如由美国专利US7，300，601B2第3栏第59行至第4栏第9行或美国专利申请US2008/0254628A1桥接第4页和第5页的第
段已知。合适的络合剂或螯合剂(D)，其有时也称为摩擦剂(参见美国专利申请US2008/0254628A1第5页第
段)或蚀刻剂(参见美国专利申请US2008/0254628A1第4页第
段)及其有效量例如由美国专利US7，300，601B2第4栏第35-48行已知。最特别优选使用氨基酸，尤其是甘氨酸，以及此外双氰胺和含有至少I个，优选2个，更优选3个伯氨基的三嗪类，如三聚氰胺和水溶性胍胺类，尤其是三聚氰胺、甲酰胍胺、乙酰胍胺和
2,4- 二氛基-6-乙基-1, 3, 5- 二嚷。合适的稳定剂(D)及其有效量例如由美国专利US6，068，787第8栏第4_56行已知。合适的流变剂⑶及其有效量例如由美国专利申请US2008/0254628A1第5页第段至第6页第
段已知。合适的表面活性剂(D)及其有效量例如由国际专利申请W02005/014753A1第8页第23行至第10页第17行或美国专利US7, 300, 601B2第5栏第4行至第6栏第8行已知。优选的表面活性剂(D)为选自线性和支化氧化烯，优选氧化乙烯和氧化丙烯的均聚物和共聚物的非离子表面活性剂。优选的氧化乙烯-氧化丙烯共聚物(D)可为含有聚氧化乙烯嵌段和聚氧化丙烯嵌段的无规共聚物、交替共聚物或嵌段共聚物。优选地，在氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物(D)中，聚氧化乙烯嵌段的亲水-亲油平衡(HLB)值为10-15。聚氧化丙烯嵌段的HLB值可以为28至约32。优选的表面活性剂(D)为常规且已知的市售材料且描述于欧洲专利EPl 534 795BI，第3页第
段至第4页第
段；日本专利申请JP2001-240850A，权利要求2与第
-
段；美国专利申请US2007/0077865A1，栏第I页第
段至第2页第
段；美国专利申请US2006/0124594A1，第3页第
和
段；和美国专利申请US2008/0124913A1，第3页第
-
段与权利要求14 ;或它们以商标Pluronic 、Tetronic 和 Basensol 由 BASF Corporation 和 BASF SE 所销售，正如 BASFCorporation ^Pluronic & Tetronic Block Copolymer Surfactants, 1996，，的公司手册或美国专利 US2006/0213780A1。最优选地,聚乙二醇(PEG)用作非离子表面活性剂(D)。合适的多价金属离子(D)及其有效量例如由欧洲专利申请EP1036836A1第8页第
段至第9页第
段已知。合适的有机溶剂(D)及其有效量例如由美国专利US7, 361，603B2第7栏第32_48行或美国专利申请US2008/0254628A1第5页第
段已知。合适的杀菌剂或生物杀伤剂(D)为N-取代的二氮烯If (diazenium) 二氧化物和
/或N，-羟基二氮烯纖■氧化物盐。具有最低临界溶解温度LCST或最高临界溶解温度UCST的合适材料(D)例如描述于下列文献中:H.Mori, H.1waya, A.Nagai 和 T.Endo 的论文 Controlled synthesisof thermoresp onsive polymers derived from L-proline via RAFT polymerization,Chemical Communication，2005，4872-4874 ;或 D.Schmaljohann 的论文 Thermo_andpH-responsive polymers and drug delivery, Advanced Drug Delivery Reviews,第 58 卷(2006)，1655-1670 或美国专利申请 US2002/0198328A1、US2004/0209095AUUS2004/0217009AU US2006/0141254A1、US2007/0029198A1, US2007/0289875A1、US2008/0249210A1、US2008/0050435A1 或 US2009/0013609A1 ;美国专利 US5, 057，560、US5, 788，82 和 US6, 682，642B2 ;国际专利申请 W001/60926A1、W02004/029160A1、W02004/0521946AU W02006/093242A2 或 W02007/012763A1 ;欧洲专利申请 EP0583814A1、EP1197587B1 和 EP1942179A1 ;或德国专利申请 DE2610705。原则上，可使用任何已知的通常用于CMP领域中的电荷反转剂(D)。电荷反转剂(D)优选选自含有至少一个选自羧酸根、亚磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根的阴离子基团的单体化合物、低聚化合物和聚合化合物。优选地，将阴离子磷酸盐分散剂，尤其是水溶性缩合磷酸盐用作电荷反转剂(D)。合适水溶性缩合磷酸盐(D)的实例为通式I的偏磷酸盐，尤其是铵盐、钠盐和钾盐:[Mn(PO3)nKI)以及通式II和III的聚磷酸盐:Mn+2Pn03n+1 (II)ΜηΗ2Ρη03η+1(ΙΙΙ)其中M为铵、钠或钾阳离子且指数η为2-10，000。特别合适的水溶性缩合磷酸盐⑶的实例为Graham盐(NaPO3) 4。_5。、Calgon (NaPO3) 15_20>Kurrol盐(N`aPO3)n(其中η=约5000)以及六偏磷酸铵、六偏磷酸钠和六偏磷酸钾。本发明组合物中的水溶性阴离子磷酸盐分散剂(D)的浓度可在宽范围内变化，且因此可最有利地调节以满足本发明给定组合物和方法的具体要求。优选地，以使得氧化铈(A)与阴离子磷酸盐分散剂(D)的重量比为10-2000，更优选为20-1000的量使用阴离子磷酸盐分散剂(D)。如果存在的话，功能组分⑶的含量可变化。⑶的总量优选不超过10wt%(“wt%”意指“重量百分数”)，更优选不超过2wt%，最优选不超过0.5wt%,特别是不超过0.lwt%,例如不超过0.01wt%,基于相应CMP组合物的总重量。(D)的总量优选为至少0.0001wt%,更优选至少0.001wt%，最优选至少0.008wt%，尤其是至少0.05wt%，例如至少0.3wt%，基于相应组合物的总重量。本发明组合物可任选包含至少一种实质上不同于成分(A)、(B)和(C)的pH调节剂或缓冲剂(E)。合适的pH调节剂或缓冲剂(E)及其有效量例如由欧洲专利申请EP1036836A1第8页第
、
段和第
段;国际专利申请W02005/014753A1第12页第19-24行；美国专利申请US2008/0254628A1第6页第
段或美国专利US7，300，601B2第5栏第33-63行已知。pH调节剂或缓冲剂(E)的实例为氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化四甲铵(TMAH)、硝酸和硫酸。如果存在的话，则pH调节剂或缓冲剂(E)的含量可变化。(E)的总量优选不超过20wt%,更优选不超过7wt%,最优选不超过2wt%,尤其是不超过0.5wt%,例如不超过0.lwt%,基于相应CMP组合物的总重量。(E)的总量优选为至少0.001wt%，更优选为至少0.01wt%，最优选为至少0.05wt%，尤其是至少0.1 〖％，例如至少0.5wt%，基于相应组合物的总重量。优选地，通过使用上述pH调节剂(E)将本发明组合物的pH值设定为3-10，更优选3-8，甚至更优选3-7，最优选5-7。本发明组合物的制备没有任何特殊性，而是可通过将上述成分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)和/或(E)溶解或分散于含水介质，尤其是去离子水中而进行。为此，可使用常规和标准的混合方法和混合设备，如搅拌釜、在线溶解器、高剪切高速搅拌机、超声混合器、均化器喷嘴或对流式混合器。由此获得的本发明组合物优选可滤过具有适当筛孔的过滤器，以除去粗粒状颗粒，如细分散的固体磨料颗粒(A)的附聚体或聚集体。本发明组合物非常适合用于本发明方法。在本发明方法中，使电子、机械和光学器件，尤其是电子器件，最优选集成电路器件的基底与本发明组合物接触至少一次并抛光，尤其是化学机械抛光，直至获得所需平坦度。本发明方法在具有至少一个由至少一种,优选一种氧化娃介电材料构成的介电隔离膜和至少一个由多晶硅构成的膜的硅半导体晶片的CMP中表现出其特殊优势。优选地，氧化硅介电材料选自二氧化硅以及低k和超低k氧化硅材料。任选地，硅半导体晶片具有至少一个氮化硅膜。合适二氧化硅材料可以通过低压和高压等离子体化学气相沉积(LDP或HDPCVD)使用单硅烷-氧或四乙基原硅酸(TEOS)-氧等离子体制备，例如如美国专利申请US2007/0175104A1，第 7 页第
段落所述。
·
合适的低k或超低k材料及制备绝缘介电膜的合适方法例如描述于美国专利申请 US2005/0176259A1 第 2 页第
-
段、US2005/0014667A1 第 I 页第
段、US2005/0266683A1 第 I 页第
段和第 2 页第
段或 US2008/0280452A1第
-
段或美国专利US7，250，391B2第I栏第49-54行或欧洲专利申请EP1306415A2 第 4 页第
段中。本发明方法尤其适合用于需要在图案化晶片基底上相对于多晶硅选择性除去介电氧化硅材料的浅槽隔离(STI)。在该方法中，用介电氧化硅材料如二氧化硅过量填充经蚀刻的沟槽，并使用多晶硅膜作为阻挡或停止膜而抛光。在该优选的实施方案中，在从阻挡膜清除二氧化硅同时使暴露的多晶硅和沟槽二氧化硅除去降至最低的情况下结束本发明方法。此外，本发明方法也特别适合用于其中也存在氮化硅膜的浅槽隔离(STI)，这是因为本发明组合物不仅表现出高氧化物对多晶硅的选择性，而且还表现出有利的氮化物对多晶硅的选择和有利的氧化物对氮化物的选择性。本发明方法没有特殊性，而是可用通常用于具有IC的半导体晶片制造中的CMP的方法和设备进行。正如本领域所已知的那样，用于CMP的典型设备由覆盖有抛光垫的旋转平台构成。将晶片以其上面朝下面向抛光垫的方式安装在载体或夹头上。载体将晶片固定在水平位置。抛光和夹持装置的该特殊设置也已知为硬平台设计。载体可保持位于载体保留表面与未抛光晶片表面之间的载体垫。该垫可作为晶片的缓冲垫操作。
在载体以下，通常也水平放置较大直径的平台并提供与待抛光晶片表面平行的表面。其抛光垫在平坦化工艺期间与晶片表面接触。在本发明的CMP方法期间，本发明组合物以连续料流形式或以逐滴方式施加至抛光垫上。使载体与平台二者围绕由所述载体和平台垂直延伸的相应轴旋转。旋转的载体轴可相对于旋转的平台保持固定或者可相对于平台水平摆动。载体的旋转方向通常(但并非必须)与平台的旋转方向相同。载体和平台的旋转速率通常(但并非必须)设定为不同值。平台的温度通常设定为10-70° C的温度。进一步的细节参见国际专利申请W02004/063301A1，尤其是第16页第
段至第18页第
段以及
图1。借助本发明方法可获得具有包含图案化多晶硅以及介电氧化硅膜，尤其是二氧化硅膜的IC的半导体晶片，其具有优异的平坦度。因此，可获得也具有优异平坦度的铜镶嵌图案，且在成品中，IC具有优异的电功能性。实施例或对比实验实施例1含有两亲性非离子表面活性剂(B)的含水抛光组合物1-9和不含两亲性非离子表面活性剂(B)的含水抛光组合物10的制备为了制备含水抛光组合物1-10，将氧化铈(由动态激光散射测得的平均粒度d5(l为120-180nm)和六偏磷酸钠(PP ;氧化铈与PP的重量比=200 下文称为PP2tltl)分散或溶解于超纯水中。为了制备含水抛光组合物1-9，额外加入表I中所列的两亲性非离子表面活性剂⑶。
为了制备含水抛光组合物10，不加入两亲性非离子表面活性剂(B)。含水抛光组合物的各组分的量汇编在表2中。表1:所用两亲性非离子表面活性剂(B)
权利要求
1.一种含水抛光组合物，包含: (A)至少一种含有氧化铈或由其构成的磨料颗粒，和 (B)至少一种选自通式I的水溶性和水分散性线性和支化聚氧化烯嵌段共聚物的两亲性非离子表面活性剂: R[(Bl)m/(B2)nY]p(I)， 其中指数和变量具有如下含义: m为≥I的整数； η为≥I的整数； P为≥I的整数； R为氢原子或具有5-20碳原子的线性和支化烷基以外的一价或多价有机残基； (BI)基本由氧乙烯单体单元构成的嵌段； (Β2)基本由至少一种取代氧化烯单体单元构成的嵌段，其中取代基选自至少两个甲基、具有至少两个碳原子的烷基和环烷基、或芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基；和 Y为氢原子或具有5-20个碳原子的线性和支化烷基以外的一价有机残基；条件是当(B)含有大于一个嵌段(BI)或(Β2)时，相同类型的两个嵌段由另外类型的嵌段彼此分开。
2.根据权利要求1的含水抛光组合物，其特征在于嵌段(Β2)的氧化烯单体单元衍生于取代环氧乙烷，其中取代基选自至少两个甲基、具有至少两个碳原子的烷基和环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基。
3.根据权利要求2的含水抛光组合物，其特征在于所述取代基选自至少两个甲基，具有2-10个碳原子的烷基，具有5-10个碳原子的呈螺环、外向环和/或稠合构型的环烷基，具有6-10个碳原子的芳基，具有6-20个碳原子的烷基-环烷基，具有7-20个碳原子的烷基-芳基，具有11-20个碳原子的环烷基-芳基和具有12-30个碳原子的烷基-环烷基-芳基。
4.根据权利要求3的含水抛光组合物，其特征在于取代环氧乙烷选自2-乙基-、2, 3- 二甲基_和2，2- 二甲基环氧乙烷。
5.根据权利要求1-4中任一项的含水抛光组合物，其特征在于所述两亲性非离子表面活性剂⑶的HLB值为3-20。
6.根据权利要求1-5中任一项的含水抛光组合物，其特征在于嵌段(BI)和(Β2)的平均聚合度相互独立地为5-100。
7.根据权利要求1-6中任一项的含水抛光组合物，其特征在于两亲性非离子表面活性剂(B)的重均分子量为1000-10，000道尔顿。
8.根据权利要求1-7中任一项的含水抛光组合物，其特征在于两亲性非离子表面活性剂(B)的浓度为0.001-5重量％，其中所述重量百分数基于所述组合物的总重量。
9.根据权利要求1-8中任一项的含水抛光组合物，其特征在于它基于所述抛光组合物的总重量含有0.005-10重量％磨料颗粒(A)。
10.根据权利要求1-9中任一项的含水抛光组合物，其特征在于它含有至少一种不同于组分㈧、⑶和(C)的功能组分⑶。
11.根据权利要求10的含水抛光组合物，其特征在于所述功能组分(D)选自:不同于颗粒(A)的有机、无机和有机-无机混杂磨料颗粒；具有最低临界溶解温度LCST或最高临界溶解温度UCST的材料；氧化剂；钝化剂；电荷反转剂；具有至少2个在含水介质中不可离解的羟基的有机多元醇；由至少一种具有至少2个在含水介质中不可离解的羟基的单体所形成的低聚物和聚合物；络合剂或螯合剂；摩擦剂；稳定剂；流变剂；表面活性剂；金属阳离子；杀菌剂和有机溶剂。
12.根据权利要求10的含水抛光组合物，其特征在于所述功能组分(D)为通常用于CMP领域中的电荷反转剂。
13.根据权利要求10的含水抛光组合物，其特征在于所述功能组分(D)为电荷反转剂，所述电荷反转剂选自含有至少一个选自羧酸根、亚磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根的阴离子基团的单体化合物、低聚化合物和聚合化合物。
14.根据权利要求10的含水抛光组合物，其特征在于所述功能组分(D)为电荷反转剂，所述电荷反转剂为水溶性缩合磷酸盐。
15.—种抛光用于电子、机械和光学器件的基底的方法,包括使所述基底与含水抛光组合物接触至少一次并抛光所述基底材料，直至获得所需平坦度，其特征在于使用根据权利要求1-14中任一项的含水抛光组合物。
16.根据权利要求15的方法,其特征在于所述基底包含至少一个含有至少一种氧化娃介电材料或由其构成的膜和至少一个含有多晶娃或由其构成的膜。
17.根据权利要求16的方法,其特征在于所述基底材料额外包含至少一个含有氮化娃或由其构成的膜。
18.根据权利要求15-17中任一项的方法，其特征在于所述电子器件为集成电路器件液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微机械、DNA芯片、微装置和磁头；机械器件为高精度机械器件；并且光学器件为光学玻璃如光学掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO);光学集成电路、 光学开关元件、光波导、光学单晶如光纤端面和闪烁体、固态激光器单晶、用于蓝色激光LED的蓝宝石基底、半导体单晶和用于磁盘的玻璃基材。
全文摘要
一种含水抛光组合物，包含(A)氧化铈磨料颗粒，和(B)选自通式I的水溶性和水分散性线性和支化聚氧化烯嵌段共聚物的两亲性非离子表面活性剂R[(B1)m/(B2)nY]p(I)，其中指数和变量具有如下含义m、n和p为≥1的整数；R为氢原子或C5-C20烷基以外的一价或多价有机残基；(B1)氧乙烯单体单元嵌段；(B2)取代氧化烯单体单元嵌段，其中取代基选自至少两个甲基、具有大于两个碳原子的烷基和环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基和烷基-环烷基-芳基；和Y为氢原子或C5-C20烷基以外的一价有机残基；条件是当(B)含有大于一个嵌段(B1)或(B2)时，相同类型的两个嵌段由另外类型的嵌段分开。
文档编号C09G1/02GK103249790SQ201180058780
公开日2013年8月14日 申请日期2011年12月7日 优先权日2010年12月10日
发明者S·S·文卡塔拉曼, E·Y-S·苏, A·J·金马, B·M·诺勒 申请人:巴斯夫欧洲公司