具有高移除速率和低缺陷率的對氧化物和氮化物有選擇性的cmp組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供化學(xué)-機械拋光組合物，其含有：氧化鈰研磨劑、一種或多種非離子型聚合物、任選的一種或多種膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的一種或多種磺酸共聚物、任選的一種或多種陰離子共聚物、任選的一種或多種包含季胺的聚合物、任選的一種或多種調(diào)節(jié)所述拋光組合物的pH的化合物、水、以及任選的一種或多種添加劑。本發(fā)明進一步提供利用本發(fā)明化學(xué)-機械拋光組合物化學(xué)-機械拋光基材的方法。典型地，所述基材含有氧化硅、氮化硅和/或多晶硅。
【專利說明】具有高移除速率和低缺陷率的對氧化物和氮化物有選擇性 的CMP組合物

【背景技術(shù)】
[0001] 用于平坦化或拋光基材表面的組合物和方法是本領(lǐng)域中公知的。拋光組合物（也 稱為拋光漿料）典型地含有在液體載體中的研磨材料并通過使表面與用拋光組合物飽和 的拋光墊接觸而施加至所述表面。典型的研磨材料包括二氧化硅、氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯 和氧化錫。例如，美國專利5, 527, 423描述了通過使表面與包含在含水介質(zhì)中的高純度金 屬氧化物細顆粒的拋光漿料接觸來化學(xué)-機械拋光金屬層的方法。拋光組合物典型地與 拋光墊（例如拋光布或圓盤）結(jié)合使用。合適的拋光墊描述于例如美國專利6, 062, 968、 6, 117, 000及6, 126, 532 (其公開使用具有開孔型多孔網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)燒結(jié)的聚氨酯拋光墊）和 美國專利5, 489, 233 (其公開使用具有表面紋理或圖案的固體拋光墊）中。代替被懸浮于 拋光組合物中，或除被懸浮于拋光組合物中之外，研磨材料可被引入拋光墊中。美國專利 5, 958, 794公開了固定研磨劑拋光墊。
[0002] 作為用于隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法，大量關(guān)注被指向淺溝槽隔離（STI)工 藝，其中在硅基材上形成氮化硅層，經(jīng)由蝕刻或光刻法形成淺溝槽，且沉積介電層（例如， 氧化物）以填充溝槽。由于以此方式形成的溝槽或線的深度的變化，典型地必須將過量的 介電材料沉積在基材上以確保完全填充所有溝槽。然后典型地通過化學(xué)-機械平坦化過程 移除過量的介電材料以使氮化硅層暴露。當(dāng)?shù)鑼颖槐┞稌r，基材的暴露于化學(xué)-機械 拋光組合物的最大區(qū)域包含氮化硅，然后必須將其拋光以實現(xiàn)高度平坦且均勻的表面。
[0003] 通常，過去的實踐強調(diào)氧化物拋光優(yōu)先于氮化硅拋光的選擇性。因此，氮化硅層已 在化學(xué)-機械平坦化過程期間充當(dāng)終止層，因為在氮化硅層暴露時總的拋光速率降低。例 如，美國專利6, 544, 892及其中所引用的參考文獻描述提供二氧化硅相對于氮化硅的選擇 性的拋光組合物。而且，美國專利6, 376, 381描述使用某些非離子型表面活性劑以提高氧 化娃與氮化娃層之間的拋光選擇性。
[0004]目前，已強調(diào)氧化物拋光優(yōu)先于多晶硅拋光的選擇性。例如，添加一系列BRIJtm 和聚環(huán)氧乙烷表面活性劑、以及PLURONIC?L-64即具有15的HLB的環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙 烷-環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物被聲稱提高氧化物相對于多晶硅的拋光選擇性（參見Lee等 人,''EffectsofNonionicSurfactantsonOxide-to-PolysiliconSelectivityduring ChemicalMechanicalPolishing"，J.Electrochem.Soc.,149(8):G477_G481(2002))。此 夕卜，美國專利6, 626, 968聲稱通過使用選自如下的具有親水和疏水官能團的聚合物添加劑 獲得氧化硅相對于多晶硅的拋光選擇性：聚乙烯基甲基醚、聚乙二醇、聚氧乙烯23月桂基 醚、聚丙酸、聚丙烯酸和聚醚二醇二（醚）。
[0005] 典型地使用常規(guī)的拋光介質(zhì)和含有研磨劑的拋光漿料拋光STI基材。然而，已觀 察到利用常規(guī)的拋光介質(zhì)和含有研磨劑的拋光漿料拋光STI基材導(dǎo)致基材表面的過度拋 光或在STI特征（feature)中形成凹處和形成其它形貌缺陷，例如基材表面上的微刮痕。該 在STI特征中的過度拋光和形成凹處的現(xiàn)象稱為表面凹陷（dishing)。表面凹陷還用于指 在其它類型的特征中的過度拋光和形成凹處。表面凹陷是不合意的，因為基材特征的表面 凹陷可通過造成晶體管和晶體管部件（組件）彼此隔離失敗，導(dǎo)致短路而不利地影響器件 制造。另外，基材的過度拋光還可導(dǎo)致氧化物損失并使下伏氧化物暴露于來自拋光或化學(xué) 活性的損害，這不利地影響器件質(zhì)量和性能。
[0006]美國專利申請公布 2009/0246956、2009/0221145、2008/0242091 和 2007/0200089 公開了化學(xué)-機械拋光組合物，其包含各種三唑、四唑、吲哚和吲唑化合物，其被聲稱提供 改善的表面凹陷性能。
[0007] 盡管有這些拋光組合物和方法，但本領(lǐng)域中仍然需要這樣的拋光組合物和方 法，其可提供氧化硅、氮化硅和多晶硅的合意選擇性且具有合適的移除速率、低的缺陷率 (defectivity)和合適的表面凹陷性能。本發(fā)明提供這樣的組合物和方法。由本文中所提 供的本發(fā)明的描述，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點以和額外的發(fā)明特征將是明晰的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供化學(xué)-機械拋光組合物，其包含以下物質(zhì)、基本上由以下物質(zhì)組成、或 由以下物質(zhì)組成：氧化鈰（ceria)研磨劑、一種或多種非離子型聚合物、任選的一種或多種 膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的一種或多種磺酸共聚物、任選的一種 或多種陰離子共聚物、任選的一種或多種包含季胺（季銨，quaternaryamine)的聚合物、 任選的一種或多種調(diào)節(jié)所述拋光組合物的PH的化合物、和水。本發(fā)明進一步提供利用本發(fā) 明化學(xué)-機械拋光組合物化學(xué) -機械拋光基材的方法。典型地，所述基材包含氧化娃（娃 氧化物，siliconoxide)、氮化娃和/或多晶娃。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物呈現(xiàn)氧化硅、氮化硅和/或多晶硅的合意選 擇性（例如，呈現(xiàn)對氧化硅的高的移除速率和對氮化硅和多晶硅的低的移除速率）。另外， 當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光基材時，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物合意地呈現(xiàn)低的顆粒缺 陷率和合適的表面凹陷性能。此外，根據(jù)本發(fā)明的拋光組合物的至少一些實施方式具有低 的固體物含量，從而具有相對低的成本。

【具體實施方式】
[0010] 本發(fā)明提供化學(xué)-機械拋光（CMP)組合物和化學(xué)-機械拋光基材的方法，其中所 述拋光組合物包含以下物質(zhì)、基本上由以下物質(zhì)組成、或由以下物質(zhì)組成：氧化鈰研磨劑、 一種或多種非離子型聚合物、任選的一種或多種膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化 合物、任選的一種或多種磺酸共聚物、任選的一種或多種陰離子共聚物、任選的一種或多種 包含季胺的聚合物、任選的一種或多種調(diào)節(jié)拋光組合物的pH的化合物和水。
[0011] 本發(fā)明的化學(xué)_機械拋光組合物包含氧化鈰研磨劑。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知 的，氧化鋪（ceria)是稀土金屬鋪的氧化物，且也稱為氧化高鋪（cericoxide)、鋪氧化物 (ceriumoxide,例如氧化鋪（IV))或二氧化鋪（ceriumdioxide)。氧化鋪（IV)可通過煅 燒草酸鈰或氫氧化鈰形成。鈰也形成氧化鈰（III)，例如Ce2O3和CeO2，其中CeO2典型地為 在室溫下和在大氣條件下最穩(wěn)定的相。氧化鈰研磨劑可為這些的任意一種或多種或者氧化 鈰的其它氧化物。
[0012] 氧化鈰研磨劑可具有任何合適的形式。如本文中所使用的"濕法"氧化鈰是指通 過沉淀、縮合-聚合或類似方法制備的氧化鈰（與例如火成（fumed)或熱解氧化鈰相反）。 已典型地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光基材時，包含濕法氧化鈰研磨劑的本發(fā)明的拋光 組合物呈現(xiàn)較少的缺陷。不希望受特定理論的束縛，據(jù)信濕法氧化鈰形成球形氧化鈰顆粒 和/或較小聚集氧化鈰顆粒，從而當(dāng)用于本發(fā)明方法時導(dǎo)致較低的基材缺陷率。說明性濕 法氧化鈰為可自Rhodia購得的HC-60?。
[0013] 氧化鈰顆?？删哂腥魏魏线m的平均尺寸（即，平均粒徑）。如果平均氧化鈰粒度 太小，則拋光組合物可不呈現(xiàn)足夠的移除速率。相反，如果平均氧化鈰粒度太大，則拋光組 合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性能，例如差的基材缺陷率。因此，氧化鈰顆?？删哂蠭Onm或更 大，例如15nm或更大、20nm或更大、25nm或更大、或50nm或更大的平均粒度。替代地，或者 另外，氧化鋪可具有10,OOOnm或更小，例如7, 500nm或更小、5,OOOnm或更小、1，OOOnm或更 小、750nm或更小、500nm或更小、250nm或更小、150nm或更小、IOOnm或更小、75nm或更小、 或50nm或更小的平均粒度。因此，氧化鈰可具有由前述端點中的任意兩個所界定的平均 粒度。例如，氧化鋪可具有IOnm至 10,000]1111、10111]1至 7,50011111、15111]1至 5,00011111、20111]1至 l，000nm、50nm至250nm、或50nm至150nm的平均粒度。對于非球形氧化鋪顆粒，顆粒尺寸 為包圍顆粒的最小球的直徑。氧化鈰的粒度可使用任何合適的技術(shù)來測量，例如，使用激光 衍射技術(shù)。合適的粒度測量儀器可自例如MalvernInstruments(Malvern,UK)獲得。
[0014] 氧化鈰顆粒優(yōu)選在本發(fā)明拋光組合物中是膠體穩(wěn)定的。術(shù)語膠體指的是氧化鈰顆 粒在液體載體（例如水）中的懸浮液。膠體穩(wěn)定性指的是該懸浮液隨時間的保持性。在本 發(fā)明的上下文中，如果當(dāng)將研磨劑置于100毫升量筒中并使其無攪動地靜置2小時的時間 時，量筒底部50毫升中的顆粒濃度（[B]，以g/mL表示）與量筒頂部50毫升中的顆粒濃度 ([T],以g/mL表示）之間的差除以研磨劑組合物中顆粒的初始濃度（[C],以g/mL表示） 小于或等于〇.5(即，{[B]-[T]}/[C]彡0.5)，則認(rèn)為研磨劑是膠體穩(wěn)定的。更優(yōu)選地， [B]_[T]/[C]的值小于或等于0. 3,且最優(yōu)選小于或等于0. 1。
[0015] 所述拋光組合物可包含任何合適的量的氧化鈰研磨劑。如果本發(fā)明拋光組合物包 含太少的氧化鈰研磨劑，則所述組合物可不呈現(xiàn)足夠的移除速率。相反，如果所述拋光組合 物包含太多的氧化鈰研磨劑，則所述拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性能和/或可不為成 本有效的和/或可缺乏穩(wěn)定性。所述拋光組合物可包含10重量％或更少的氧化鈰，例如9 重量％或更少、8重量％或更少、7重量％或更少、6重量％或更少、5重量％或更少、4重量％ 或更少、3重量％或更少、2重量％或更少、1重量％或更少、0. 9重量％或更少、0. 8重量％或 更少、0. 7重量％或更少、或0. 6重量％或更少的氧化鈰。替代地，或者另外，所述拋光組合 物可包含0. 1重量％或更多、0. 2重量％或更多、0. 3重量％或更多、0. 4重量％或更多、0. 5 重量％或更多、或1重量％或更多的氧化鈰。因此，所述拋光組合物可包含由前述端點中的 任意兩個所界定的量的氧化鈰。例如，所述拋光組合物可包含〇. 1重量％至10重量％的氧 化鋪、0. 2重量％至9重量％、0. 3重量％至8重量％、0. 4重量％至7重量％、0. 5重量％ 至6重量％、0. 6重量％至5重量％的氧化鋪、0. 7重量％至4重量％、或0. 8重量％至3重 量％的氧化鋪。在一個實施方式中，所述拋光組合物在使用點（P〇int-〇f-use)處包含0. 2 重量％至0.6重量％的氧化鈰（例如，0.4重量％的氧化鈰）。在另一實施方式中，所述拋 光組合物包含2. 4重量％的氧化鈰作為濃縮物。
[0016] 本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物包含一種或多種非離子型聚合物。根據(jù)本發(fā)明的 一個實施方式，所述拋光組合物包含選自如下的一種或多種非離子型聚合物：聚亞烷基二 醇、聚醚胺、聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、硅氧烷聚環(huán) 氧烷烴共聚物、經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物、親水的非離子型聚合物、多醣、及其混合 物。所述非離子型聚合物優(yōu)選是水溶性的并與拋光組合物的其它組分相容。已發(fā)現(xiàn)所述非 離子型聚合物有助于降低多晶硅的移除速率?；牡亩嗑Ч璨糠值湫偷乇妊趸韬偷?在物理上軟，且因此當(dāng)使用適合于包含氧化硅和/或氮化硅的基材的拋光組合物拋光時經(jīng) 歷過多的機械研磨。不希望受任何特定理論的束縛，認(rèn)為非離子型聚合物吸附到基材的多 晶硅部分上，從而形成潤滑膜，所述潤滑膜減少研磨劑顆粒和拋光組合物的其它組分與多 晶硅表面的接觸。在一些實施方式中，非離子型聚合物起到表面活性劑和/或潤濕劑的作 用。本發(fā)明拋光組合物中非離子型聚合物的存在有利地容許氧化硅和/或氮化硅的有用移 除速率，同時降低多晶硅的移除速率。
[0017] 非離子型聚合物可具有任何合適的分子量。如果非離子型聚合物的分子量太低， 則使用非離子型聚合物得不到優(yōu)勢。替代地，如果非離子型聚合物的分子量太高，則氧化硅 的移除速率可降低至不切實際地低的水平。
[0018] 拋光組合物在使用點處包含任何合適的量的非離子型聚合物。使用大量非離子 型聚合物可導(dǎo)致對除多晶硅和氮化硅層外的基材層的拋光速率的不想要的抑制。因此， 基于液體載體和溶解或懸浮于其中的任何組分的總重量，拋光組合物合意地包含Ipprn至 3,OOOppm的非離子型聚合物。拋光組合物可包含5ppm或更多、50ppm或更多、IOOppm或更 多、150ppm或更多、200ppm或更多、250ppm或更多、300ppm或更多、400ppm或更多、500ppm 或更多、750ppm或更多、1，OOOppm或更多、或1，500ppm或更多的非離子型聚合物。替代地， 或者另外，拋光組合物可包含2, 500ppm或更少、2,OOOppm或更少、或1，750ppm或更少的非 離子型聚合物。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的一種或多 種非離子型聚合物。例如，拋光組合物可包含Ippm至2, 500ppm、5ppm至2, 000ppm、50ppm 至1，500ppm的非離子型聚合物等。
[0019] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為聚亞烷基二醇。聚亞烷基二醇可 具有任何合適的分子量。聚亞烷基二醇可具有300g/mol或更大，例如500g/mol或更大、 1，OOOg/mol或更大、1，500g/mol或更大、2,OOOg/mol或更大、2, 500g/mol或更大、3,OOOg/ mol或更大、3, 500g/mol或更大、4,OOOg/mol或更大、4, 500g/mol或更大、5,OOOg/mol或 更大、5, 500g/mol或更大、6,OOOg/mol或更大、6, 500g/mol或更大、7,OOOg/mol或更大、或 7, 500g/mol或更大的平均分子量。替代地，或者另外，聚亞烷基二醇可具有15, 000g/m〇l 或更小，例如 14, 500g/mol或更小、14,OOOg/mol或更小、13, 500g/mol或更小、13,OOOg/ mol或更小、12, 500g/mol或更小、12,OOOg/mol或更小、11，500g/mol或更小、11，OOOg/mol 或更小、10, 500g/mol或更小、10,OOOg/mol或更小、9, 500g/mol或更小、9,OOOg/mol或更 小、8, 500g/mol或更小、或8,OOOg/mol或更小的平均分子量。因此，聚亞烷基二醇可具有 由前述端點中的任意兩個所界定的平均分子量。例如，聚亞烷基二醇可具有300g/mol至 15, 000g/mol、500g/mol至 14, 500g/mol、l,OOOg/mol至 14,OOOg/mol等的平均分子量。
[0020] 說明性的聚亞烷基二醇包括例如聚乙二醇和聚丙二醇，包括其混合物。在一個實 施方式中，聚亞烷基二醇平均分子量為8,OOOg/mol的聚乙二醇。
[0021] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為聚醚胺。合適的聚醚胺化合物包 括與拋光組合物的其它組分相容且呈現(xiàn)合意的拋光特性的那些。說明性的聚醚胺化合物 包括可自HuntsmanPerformanceProducts購得的JEFFAMINE? 系列的胺。JEFFAMINE? 聚 醚胺由一元胺、二元胺和三元胺組成，其可以范圍最高達5,OOOg/mol的多種分子量獲得。 JEFFAMINE?聚醚胺為含有連接至聚醚主鏈（backbone)末端的伯氨基的聚氧化亞烷基胺。 聚醚主鏈基于環(huán)氧丙烷（P0)、環(huán)氧乙烷（E0)、或混合的E0/P0(例如，-雙（2-氨基丙 基）聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇）。聚醚胺的反應(yīng)性可通過阻礙伯胺或 通過仲胺官能性來調(diào)節(jié)。
[0022] 在一些實施方式中，非離子型聚合物包含或者為聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物 ("PE0/PP0共聚物"）。PE0/PP0共聚物當(dāng)存在時合意地與拋光組合物的其它組分（例如， 氧化鈰研磨劑、非離子型聚合物、膦酸等）是相容的且呈現(xiàn)合意的拋光性能。PE0/PP0共聚 物可為任何合適的PE0/PP0共聚物，且優(yōu)選為用伯羥基或仲羥基末端官能化的。PE0/PP0共 聚物合意地具有25或更小的親水-親油平衡（HLB)值。因此，PE0/PP0共聚物中的環(huán)氧乙 烷重復(fù)單元數(shù)典型地小于環(huán)氧丙烷重復(fù)單元數(shù)。優(yōu)選地，環(huán)氧乙烷單元數(shù)為PE0/PP0共聚 物的小于40重量％、小于30重量％、小于25重量％、或甚至小于20重量％。PE0/PP0共聚 物優(yōu)選具有23或更小、18或更小、12或更小、10或更小、9或更小、8或更小、7或更小、6或 更小、或5或更小的HLB。優(yōu)選地，PE0/PP0共聚物具有1或更大（例如，1至23、1至18、1 至12、1至10、1至9、1至8、1至7、1至6、或1至5)、或2或更大（例如，2至23、2至18、2 至12、2至10、2至8、2至6、或2至5)、或3或更大（例如，3至23、3至18、3至12、3至9、 3至7、3至6、或3至5)的HLB。
[0023] ?￡0^^0共聚物可具有任何合適的分子量。合意地沖￡0^^0共聚物具有4,00(^/ mol或更?。ɡ?，3, 500g/mol或更小、3, 000g/mol或更小、2, 500g/mol或更小、2, 250g/ mol或更小、2, 000g/mol或更小、1，750g/mol或更小、1，500g/mol或更小、或甚至1，250g/ mol或更小）的分子量。替代地，或者另外，PE0/PP0共聚物具有200g/mol或更大（例如， 300g/mol或更大、400g/mol或更大、或500g/mol或更大）的分子量。因此,PE0/PP0共聚物 可具有 200g/mol至 4, 000g/mol、300g/mol至 3, 000g/mol、或 500g/mol至 2, 500g/mol)的 分子量。在不同的優(yōu)選實施方式中，PE0/PP0共聚物的分子量為2,500g/m〇l、l，950g/m〇l、 1，900g/mol、l，850g/mol和 1，100g/mol。
[0024] 拋光組合物可在使用點處包含任何合適的量的PE0/PP0共聚物，盡管使用相對大 的量的PE0/PP0共聚物可導(dǎo)致對除多晶硅層外的基材層的拋光速率的不想要的抑制。因 此，拋光組合物可包含Ippm至5,OOOppm的PE0/PP0共聚物，基于液體載體和溶解或懸浮 于其中的任何組分的總重量。拋光組合物可包含5ppm或更多、50ppm或更多、IOOppm或更 多、250ppm或更多、500ppm或更多、1，OOOppm或更多、1，500ppm或更多、2,OOOppm或更多、或 2, 500ppm或更多的PE0/PP0共聚物。替代地，或者另外，拋光組合物可包含4, 500ppm或更 少、4,OOOppm或更少、3, 500ppm或更少、或3,OOOppm或更少的TOO/PPO共聚物。因此，拋光 組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的PE0/PP0共聚物。例如，拋光組合物 可包含Ippm至 5, 000ppm、5ppm至 4, 500ppm、50ppm至 4,OOOppm的PE0/PP0 共聚物等。
[0025] 在一個實施方式中，拋光組合物在使用點處包含1，OOOppm的PE0/PP0共聚物。在 另一實施方式中，拋光組合物包含4,700ppm的PE0/PP0共聚物。在又一實施方式中，拋光 組合物包含2,700ppm的PE0/PP0共聚物。
[0026]PE0/PP0共聚物可包含或者為可自BASF購得的PLUR0NIC?共聚物。PLUR0NIC?產(chǎn) 品為基于環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物。說明性的PLURONIC?共聚物包括PLURONIC? 10R5、PLUR0NIC?L31、PLUR0NIC?L35、PLUR0NIC?L43 和PLURONIC?L62。在一個優(yōu)選實 施方式中，PE0/PP0共聚物PLURONIC?L31共聚物。
[0027] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為聚丙烯酰胺。不希望受任何特定 理論束縛，據(jù)信聚丙烯酰胺起到使氧化鈰研磨劑顆粒穩(wěn)定的作用。聚丙烯酰胺可具有任何 合適的分子量。合意地，聚丙烯酰胺具有使其呈現(xiàn)對氧化鈰顆粒的穩(wěn)定性的有益效果的分 子量。在一個實施方式中，聚丙烯酰胺具有8,OOOg/mol或更高，例如10,OOOg/mol的平均 分子量。
[0028] 拋光組合物可包含任何合適的量的聚丙烯酰胺。如果拋光組合物中的聚丙烯酰胺 的量太低，則得不到對氧化鈰研磨劑穩(wěn)定性的有益效果。相反，如果拋光組合物中的聚丙烯 酰胺的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性質(zhì)和/或可不為成本有效的。因此， 拋光組合物可包含〇. 5重量％或更少的聚丙烯酰胺，例如0. 4重量％或更少、0. 3重量或更 小、0. 2重量％或更少、0. 1重量％或更少、或0. 05重量％或更少的聚丙烯酰胺。替代地,或 者另外，拋光組合物可包含〇. 001重量％或更多的聚丙烯酰胺，例如〇. 002重量％或更多、 0. 01重量％或更多、0. 02重量％或更多、0. 0375重量％或更多、0. 05重量％或更多、0. 075 重量％或更多、或〇. 1重量％或更多的聚丙烯酰胺。因此，拋光組合物可包含由前述端點中 的任意兩個所界定的量的聚丙烯酰胺。例如，拋光組合物可包含〇. 01重量％至〇. 5重量％、 0. 02重量％至0. 4重量％、或0. 0375重量％至0. 3重量％的一種或多種聚丙烯酰胺。
[0029] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為聚乙烯基吡咯烷酮。聚乙烯基吡 咯烷酮可具有任何合適的分子量。合意地，聚乙烯基吡咯烷酮具有使其呈現(xiàn)對氧化鈰顆 粒的穩(wěn)定性的有益效果的分子量。聚乙烯基吡咯烷酮可具有10, 000g/m〇l或更高，例如 15,OOOg/mol或更高、20,OOOg/mol或更高、或25,OOOg/mol或更高的平均分子量?；蛘?，聚 乙烯基吡咯烷酮可具有40,OOOg/mol或更小，例如35,OOOg/mol或更小、或30,OOOg/mol或 更小的平均分子量。因此，聚乙烯基吡咯烷酮可具有由前述端點中的任意兩個所界定的平 均分子量。例如，聚乙烯基批咯燒酮可具有10, 〇〇〇g/mol至40,OOOg/mol等的平均分子量。
[0030] 拋光組合物可包含任何合適的量的聚乙烯基吡咯烷酮。如果拋光組合物中的聚乙 烯基吡咯烷酮的量太低，則得不到對氧化鈰研磨劑穩(wěn)定性的有益效果。相反，如果拋光組 合物中的聚乙烯基吡咯烷酮的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性質(zhì)和/或可不 為成本有效的。因此，拋光組合物可包含0. 5重量％或更少的聚乙烯基吡咯烷酮，例如0. 4 重量％或更少、0. 3重量％或更少、0. 2重量％或更少、0. 1重量％或更少、或0. 05重量％或 更少的聚乙烯基吡咯烷酮。替代地，或者另外，拋光組合物可包含0. 001重量％或更多的聚 乙烯基吡咯烷酮，例如〇. 002重量％或更多、0. 01重量％或更多、0. 02wt%或更多、0. 0375 重量％或更多、0. 05重量％或更多、0. 075重量％或更多、或0. 1重量％或更多的聚乙烯基 吡咯烷酮。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的聚乙烯基吡咯 燒酮。例如，拋光組合物可包含0. 01重量％至0. 5重量％、0. 02重量％至0. 4重量％、或 0. 0375重量％至0. 3重量％的一種或多種聚乙烯基吡咯烷酮。
[0031] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。不希 望受任何特定理論束縛，認(rèn)為硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物還充當(dāng)表面活性劑和/或潤濕劑。 硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物可具有任何合適的分子量。合意地，硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物具 有使其呈現(xiàn)對氧化鈰顆粒的穩(wěn)定性的有益效果的分子量。在一個實施方式中，硅氧烷聚環(huán) 氧燒經(jīng)共聚物具有500g/mol或更大，例如750g/mol或更大、1，OOOg/mol或更大、1，250g/ mol或更大、1，500g/mol或更大、1，750g/mol或更大、2, 000g/mol或更大、2, 250g/mol或 更大、2, 500g/mol或更大、3,OOOg/mol或更大、3, 500g/mol或更大、4,OOOg/mol或更大、 4, 500g/mol或更大、或5,OOOg/mol或更大的平均分子量。在另一實施方式中，硅氧烷聚環(huán) 氧烷烴共聚物具有20,OOOg/mol或更小，例如19,OOOg/mol或更小、18,OOOg/mol或更小、 17,OOOg/mol或更小、16,OOOg/mol或更小、或15,OOOg/mol或更小的分子量。因此，硅氧烷 聚環(huán)氧烷烴共聚物可具有由前述端點中的任意兩個所界定的平均分子量。例如，硅氧烷聚 環(huán)氧燒經(jīng)共聚物可具有500g/mol至20,OOOg/mol等的平均分子量。
[0032] 說明性的娃氧燒聚環(huán)氧燒經(jīng)共聚物為可自MomentivePerformanceChemicals購 得的SILWET?L-7604。
[0033] 拋光組合物可包含任何合適的量的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。如果拋光組合物中 的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物的量太低，則得不到對氧化鈰研磨劑穩(wěn)定性的有益效果。相反， 如果拋光組合物中的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋 光性質(zhì)和/或可不為成本有效的。因此，拋光組合物可包含〇. 5重量％或更少的硅氧烷聚 環(huán)氧烷烴共聚物，例如0. 4重量％或更少、0. 3重量或更小、0. 2重量％或更少、0. 1重量％或 更少、或0. 05重量％或更少的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。替代地，或者另外，拋光組合物可 包含0.001重量％或更多的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物，例如0.002重量％或更多、0.01重 量％或更多、〇. 02重量％或更多、0. 0375重量％或更多、0. 05重量％或更多、0. 075重量％ 或更多、或〇. 1重量％或更多的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。因此，拋光組合物可包含由前述 端點中的任意兩個所界定的量的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。例如，拋光組合物可包含〇. 01 重量％至0. 5重量％、0. 02重量％至0. 4重量％、或0. 0375重量％至0. 3重量％的一種或 多種硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。
[0034] 通常，拋光組合物包含Ippm或更多的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。例如，拋光組合 物可包含5ppm或更多、IOppm或更多、25ppm或更多、50ppm或更多、75ppm或更多、IOOppm 或更多、125ppm或更多、150ppm或更多、200ppm或更多、250ppm或更多、或300ppm或更多 的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。替代地，或者另外，拋光組合物可包含IOOOppm或更少的硅 氧燒聚環(huán)氧燒經(jīng)共聚物，例如900ppm或更少、800ppm或更少、700ppm或更少、600ppm或更 少、500ppm或更少、或400ppm或更少的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。因此，拋光組合物可包含 由前述端點中的任意兩個所界定的量的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物，例如Ippm至lOOOppm、 5ppm至900ppm等的硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物。在一個實施方式中，本發(fā)明的拋光組合物在 使用點處包含150ppm至600ppm的娃氧燒聚環(huán)氧燒經(jīng)共聚物。
[0035] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚 物。說明性的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物包括包含具有聚乙二醇側(cè)鏈的聚丙烯酸主鏈 的聚合物。示例性的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物為可自AkzoNobel購得的AGRILANtm 700。
[0036] 拋光組合物可包含任何合適的量的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物。如果經(jīng)疏 水改性的聚丙烯酸酯共聚物的量太低，則觀察不到有益效果。相反，如果經(jīng)疏水改性的聚 丙烯酸酯共聚物的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性質(zhì)和/或可不為成本有效 的。典型地，拋光組合物包含2,OOOppm或更少的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物，例如 1，750ppm或更少、1，500ppm或更少、或1，250ppm或更少的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚 物。替代地，或者另外，拋光組合物可包含500ppm或更多的一種或多種經(jīng)疏水改性的聚丙 烯酸酯共聚物，例如750ppm或更多、或1，OOOppm或更多的經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚 物。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的經(jīng)疏水改性的聚丙烯 酸酯共聚物，例如500ppm至2,OOOppm、或750ppm至1，750ppm等。在一個實施方式中，拋光 組合物包含1，OOOppm的一種或多種經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物。
[0037] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為親水的非離子型聚合物。說明性 的親水的非離子型聚合物包括聚（2-乙基-2-#惡唑啉）。拋光組合物可包含任何合適的量 的親水的非離子型聚合物。如果親水的非離子型聚合物的量太低，則觀察不到有益效果。相 反，如果親水的非離子型聚合物的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性質(zhì)和/或 可不為成本有效的。
[0038] 典型地，拋光組合物包含1，OOOppm或更少的親水的非離子型聚合物，例如900ppm 或更少、800ppm或更少、700ppm或更少、或600ppm或更少的親水的非離子型聚合物。替代 地，或者另外，拋光組合物可包含50ppm或更多的一種或多種親水的非離子型聚合物，例如 IOOppm或更多、150ppm或更多、200ppm或更多、250ppm或更多、300ppm或更多、350ppm或更 多、400ppm或更多、450ppm或更多、或500ppm或更多的親水的非離子型聚合物。在一個實施 方式中,拋光組合物包含250ppm的一種或多種親水的非離子型聚合物。因此，拋光組合物 可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量例如50ppm至1，OOOppm、或IOOppm至900ppm 等的親水的非離子型聚合物。
[0039] 典型地，親水的非離子型聚合物具有50,OOOg/mol的分子量。
[0040] 在一個實施方式中，非離子型聚合物包含或者為多醣。說明性的多醣包括例如羥 基烷基纖維素、葡聚糖、羧甲基葡聚糖、磺化葡聚糖、殼聚糖、黃原膠、羧甲基纖維素、角叉菜 膠、及其混合物。
[0041] 拋光組合物包含合適的量的多醣。典型地，拋光組合物在使用點處包含1，OOOppm 或更少的多醣。例如，拋光組合物可在使用點處包含例如900ppm或更少的多醣、800ppm或 更少、700ppm或更少、600ppm或更少、500ppm或更少、400ppm或更少、300ppm或更少、200ppm 或更少、或IOOppm或更少的多醣。
[0042] 羥基烷基纖維素的非限制性實例包括經(jīng)改性的纖維素醚，例如甲基羥乙基纖維素 (HEMC)、甲基羥丙基纖維素（HPMC)、羥乙基纖維素（HEC)和羥丙基纖維素（HPC)。
[0043] 在一個優(yōu)選實施方式中，多醣為輕乙基纖維素，例如可自DowChemicalCompany 購得的CELL0SIZE?QP-09L羥乙基纖維素。羥乙基纖維素具有合適的粘度。典型地，當(dāng)在 25°C下作為在水中的5%溶液測量時，羥乙基纖維素具有50厘泊或更大的粘度。例如，羥乙 基纖維素可具有75cP或更大、或IOOcP或更大的粘度。替代地，或者另外，羥乙基纖維素可 具有150cP或更小，例如125cP或更小的粘度。因此，羥乙基纖維素可具有由前述端點中的 任意兩個所界定的粘度，例如50cP至150cP、75cP至125cP等。粘度可使用本領(lǐng)域技術(shù)人 員已知的任何合適的方法測量。
[0044] 本發(fā)明的拋光組合物可包含超過一種非離子型聚合物。例如，在一些實施方式中， 拋光組合物包含硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物和聚乙烯基吡咯烷酮。替代地，或者另外，拋光組 合物可包含多醣和聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物。
[0045] 在一些實施方式中，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物包含一種或多種膦酸。不希 望受任何特定理論束縛，認(rèn)為膦酸充當(dāng)拋光組合物中的金屬螯合劑并且?guī)椭鷾p少基材表面 和拋光工具上的殘余物累積。說明性的膦酸包括可自Deepest購得的DEQUEST?膦酸鹽，包 括DEQUEST?P9030、DEQUEST? 2000EG和DEQUEST? 2010。
[0046] 在一個優(yōu)選實施方式中，膦酸選自1-羥基亞乙基-1，1_二膦酸、氨基三（亞甲 基）膦酸、氨基三（亞甲基）膦酸、甲基膦酸、二亞乙基三胺五（甲基膦酸）、六亞甲基二 胺-N，N，N'，N'_四（甲基膦酸）、亞氨基二（甲基膦酸）、（氨基甲基）膦酸、N-(膦?；?基）甘氨酸、及其混合物。
[0047]拋光組合物可包含任何合適的量的膦酸。如果膦酸的量太低，則觀察不到有益效 果。相反，如果膦酸的量太高，則可降低氧化硅的移除速率。因此，拋光組合物典型地包 含0. 001重量％或更多，例如0. 002重量％、0. 003重量％、0. 004重量％、0. 005重量％、 0. 0075重量％、0. 01重量％、0. 05重量％、0. 1重量％或更多、0. 2重量％或更多、或0. 5重 量％或更多的膦酸。替代地，或者另外，拋光組合物可含有2重量％或更少，例如1.5重量％ 或更少、或1重量％或更少的膦酸。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界 定的量的膦酸。例如，拋光組合物可包含〇. 001重量％至2重量％、0. 002重量％至1. 5重 量％、或0. 003重量％至1重量％的膦酸。
[0048] 在另一實施方式中，拋光組合物包含1，OOOppm或更少的膦酸，例如900ppm或更 少、800ppm或更少、700ppm或更少、600ppm或更少、500ppm或更少、400ppm或更少、300ppm 或更少、200ppm或更少、或IOOppm或更少的膦酸。在不同的實施方式中，拋光組合物包含 150ppm的膦酸、125ppm的膦酸、50ppm的膦酸和25ppm的膦酸。
[0049] 在一些實施方式中，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物包含一種或多種含氮兩性離 子化合物?？蔀閮尚噪x子化合物的含氮化合物為在特定PH下可為兩性離子化合物的含氮 化合物。兩性離子化合物為在非相鄰原子上具有形式上相反的電荷的中性化合物。兩性離 子化合物典型地含有酸部分和堿部分兩者，其中酸部分的PKa與堿部分的pKa不同，使得當(dāng) PH在酸部分的pKa與堿部分的pKa之間時，所述化合物為兩性離子型。兩性離子化合物也 稱為內(nèi)鹽。例如，氨基酸（例如，賴氨酸）為可為兩性離子化合物的含氮化合物，盡管可為兩 性離子化合物的含氮化合物不需要為氨基酸。例如，甜菜堿、批陡乙磺酸、批陡磺酸、吡啶基 乙酸、3-(3-吡啶基）丙酸、吡嗪甲酸、氫氧化1-(3-磺丙基）吡啶錯和吡啶甲酸為可為兩 性離子化合物的含氮化合物。在本發(fā)明的拋光組合物是有用的額外的可為兩性離子化合物 的含氮化合物包括磺胺酸、十二烷基二甲基（3-磺丙基）氫氧化銨（月桂基磺基甜菜堿）、 (羧甲基）三甲基氫氧化銨（甜菜堿）、2-(N-嗎啉基）乙磺酸、N-2-乙酰胺基亞氨基二乙 酸、1，3-雙[三（羥甲基）甲基氨基]丙烷、N-2-乙酰胺基-2-氨基乙磺酸、3-(N-嗎啉） 丙烷磺酸、N-三（羥甲基）甲基-2-氨基乙磺酸、N-2-羥乙基哌嗪-N'-2-乙磺酸、N-2-羥 乙基哌嗪-N'-3-丙烷磺酸、N-三（羥甲基）甲基甘氨酸、環(huán)己基氨基乙磺酸、3-(環(huán)己基氨 基）丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、其鹽、和其混合物。拋光組合物包含合適 的量的一種或多種含氮兩性離子化合物（當(dāng)存在時）。如果含氮兩性離子化合物的量太低， 則觀察不到有益效果。反之，如果含氮兩性離子化合物的量太高，則拋光組合物可呈現(xiàn)不合 意的拋光性質(zhì)和/或可不為成本有效的。拋光組合物可在使用點處包含Ippm或更多的含 氮兩性離子化合物，例如5ppm或更多、IOppm或更多、15ppm或更多、25ppm或更多、50ppm或 更多、75ppm或更多、IOOppm或更多、125ppm或更多、150ppm或更多、175ppm或更多、200ppm 或更多、250ppm或更多、300ppm或更多、350ppm或更多、400ppm或更多、450ppm或更多、或 500ppm或更多的含氮兩性離子化合物。替代地，或者另外，拋光組合物可包含1，OOOppm或 更少的含氮兩性離子化合物，例如950ppm或更少、900ppm或更少、850ppm或更少、800ppm 或更少、750ppm或更少、700ppm或更少、650ppm或更少、600ppm或更少、或550ppm或更少的 含氮兩性離子化合物。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量例如 Ippm至1000ppm、5ppm至950ppm等的一種或多種含氮兩性離子化合物。
[0050] 在一個優(yōu)選實施方式中，拋光組合物包含吡啶甲酸。拋光組合物在使用點處典型 地包含IOOppm或更少的批陡甲酸，例如在使用點處包含90ppm或更少、85ppm或更少、80ppm 或更少、75ppm或更少、70ppm或更少、65ppm或更少、60ppm或更少、55ppm或更少的批陡甲 酸。替代地，或者另外，拋光組合物可在使用點處包含15ppm或更多的吡啶甲酸，例如20ppm 或更多、25ppm或更多、30ppm或更多、35ppm或更多、40ppm或更多、45ppm或更多、或50ppm 或更多的吡啶甲酸。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的吡啶 甲酸。例如，拋光組合物可在使用點處包含15ppm至IOOppm的批陡甲酸、20ppm至95ppm、 25ppm至90ppm、30ppm至85ppm的批陡甲酸等。
[0051] 在另一優(yōu)選實施方式中，拋光組合物包含甜菜堿。拋光組合物在使用點處典型地 包含IOOOppm或更少的甜菜堿，例如在使用點處包含950ppm或更少、900ppm或更少、850ppm 或更少、800ppm或更少、750ppm或更少、700ppm或更少、650ppm或更少、600ppm或更少、 550ppm或更少的甜菜堿。替代地，或者另外，拋光組合物可在使用點處包含IOOppm或更多 的甜菜堿，例如在使用點處包含150ppm或更多、200ppm或更多、250ppm或更多、300ppm或 更多、350ppm或更多、400ppm或更多、450ppm或更多、或500ppm或更多的甜菜堿。因此，拋 光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定的量的甜菜堿。例如，拋光組合物可在使 用點處包含IOOppm至IOOOppm的甜菜堿、150ppm至 950ppm、200ppm至 900ppm、250ppm至 850ppm、300ppm至 800ppm的甜菜堿等。
[0052] 在一些實施方式中，本發(fā)明的拋光組合物包含超過一種含氮兩性離子化合物。例 如，在一些實施方式中，拋光組合物包含吡啶甲酸和甜菜堿、和/或氨基酸（例如，賴氨酸）。
[0053] 在一些實施方式中，化學(xué)-機械拋光組合物包含一種或多種磺酸共聚物。說明性 的磺酸共聚物為丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸（AMPS)的共聚物。在一個實施 方式中，磺酸共聚物為具有15,OOOg/mol或更大，例如25,OOOg/mol或更大、50,OOOg/mol或 更大、75,OOOg/mol或更大、100,OOOg/mol或更大、125,OOOg/mol或更大、150,OOOg/mol或 更大、200,OOOg/mol或更大、225,OOOg/mol或更大、或250,OOOg/mol或更大的平均分子量 的聚（丙烯酸）_共-聚-(AMPS)。替代地，或者另外，聚（丙烯酸）-共-聚-(AMPS)共聚 物具有 500,OOOg/mol或更小、450,OOOg/mol或更小、400,OOOg/mol或更小、350,OOOg/mol 或更小、或300,OOOg/mol或更小的平均分子量。因此，聚（丙烯酸）-共-聚-(AMPS)共 聚物可具有由前述端點中的任意兩個所界定的分子量，例如15,OOOg/mol至500,OOOg/mol 等。
[0054] 磺酸共聚物還可包括磺化多元聚合物（multipolymer)，例如三元共聚物?；腔?多元聚合物的說明性實例包括來自AkzoNobel(Chicago,IL)的ALC0FL0W? 270和來自 Lubrizol(Cleveland,OH)的CARBOSPERSE?K-797D。
[0055] 拋光組合物可在使用點處包含任何合適的量的聚（丙烯酸）_共-聚-(AMPS)共 聚物（當(dāng)存在時）。如果聚（丙烯酸）_共-聚-(AMPS)共聚物的量太低，則得不到對基 材形貌的有益效果。相反，如果聚（丙烯酸）_共-聚-(AMPS)共聚物的量太高，則拋光組 合物可呈現(xiàn)不合意的拋光性質(zhì)和/或可不為成本有效的。因此，拋光組合物可在使用點處 包含Ippm或更多的聚（丙烯酸）-共-聚-(AMPS)共聚物，基于液體載體和溶解或懸浮于 其中的任何組分的總重量。例如，拋光組合物可包含5ppm或更多、50ppm或更多、IOOppm 或更多、250ppm或更多、500ppm或更多、1，OOOppm或更多、或1，250ppm或更多的聚（丙烯 酸）_共-聚-(AMPS)共聚物。替代地，或者另外，拋光組合物可包含2,OOOppm或更少的聚 (丙烯酸）_共-聚-(AMPS)共聚物，例如，l，750ppm或更少、或l，500ppm或更少的聚（丙 烯酸）_共-聚-(AMPS)共聚物。因此，拋光組合物可包含由前述端點中的任意兩個所界定 的量的聚（丙烯酸共-聚-(AMPS)共聚物，例如Ippm至2, 000ppm、5ppm至1，500ppm、 50ppm至1，250ppm的聚（丙烯酸）-共-聚- (AMPS)共聚物等。
[0056] 本發(fā)明的化學(xué)_機械拋光組合物可包含一種或多種陰離子共聚物?？墒褂萌魏魏?適的陰離子共聚物。陰離子共聚物可包含具有陰離子單體的共聚物。陰離子單體的實例包 括2-酰胺基（acylamid〇)-2-甲基丙烷磺酸、4-苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸和乙烯基膦酸。陰 離子單體可與任何合適的有機酸聚合。合適的有機酸的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸和馬 來酸。這些陰離子單體與有機酸的任何組合可被認(rèn)為是合適的陰離子聚合物。說明性的陰 離子共聚物為聚（馬來酸）_共-聚（苯乙烯-4-磺酸）（可自AkzoNobel購得的VERSA TL?-4)。
[0057] 本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物可包含包括季胺的聚合物。包含季胺的聚合物當(dāng) 存在時可為任何合適的包含季胺的聚合物且可以合適的量存在于拋光組合物中。合適的單 體的實例包括氯化甲基丙烯酰胺基丙基三甲基銨、（甲基）丙烯酸二甲基氨基酯和氯化二 烯丙基二甲基銨。
[0058] 本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物可包含一種或多種能夠調(diào)節(jié)（即，其調(diào)節(jié)）拋光 組合物的PH的化合物（即，pH調(diào)節(jié)化合物）?？墒褂媚軌蛘{(diào)節(jié)拋光組合物的pH的任何合適 的化合物調(diào)節(jié)拋光組合物的pH。pH調(diào)節(jié)化合物合意地為水溶性的且與拋光組合物的其它 組分是相容的。典型地，化學(xué)-機械拋光組合物在使用點處具有5. 5至8. 5的pH。在一些實 施方式中，合意的是，能夠調(diào)節(jié)PH的化合物能夠緩沖拋光組合物的酸性pH。因此，在這些實 施方式中，合意的是，拋光組合物的pH小于7. 0 (例如，6. 5+/-0. 5、6. 0+/-0. 5、5. 5+/-0. 5、 5. 0+/-0? 5、4. 5+/-0. 5、4. 0+/-0? 5、3. 5+/-0. 5、3. 0+/-0? 5、2. 5+/-0. 5 或 2. 0+/-0? 5)。典型 地，在這些實施方式中的拋光組合物的pH在使用點處為5. 5。因此，能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的 pH的化合物典型地具有至少一種（個）當(dāng)在25°C下測量時具有5至7的pKa的可電離基 團。
[0059] 在其它實施方式中，合意的是，能夠調(diào)節(jié)pH的化合物能夠緩沖堿性pH。因此， 在這些實施方式中，合意的是，拋光組合物的pH大于7. 0(例如，7. 3+/-0. 2、7. 5+/-0. 3、 7. 8+/-0. 5、8. 0+/-0? 5、8. 3+/-0. 5、8. 5+/-0. 5、8. 8+/-0. 5、或 9. 0+/-0? 5)。典型地，在這些 實施方式中的拋光組合物的PH在使用點處為7至9。
[0060] 在一個實施方式中，能夠調(diào)節(jié)pH的化合物選自：銨鹽、堿金屬鹽、甲酸、堿金屬氫 氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、硼酸鹽、及其混合物。
[0061] 本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物任選地進一步包含一種或多種添加劑。說明性的 添加劑包括調(diào)理劑（conditioner)、酸（例如，磺酸）、絡(luò)合劑（例如，陰離子聚合物型絡(luò)合 劑）、螯合劑、殺生物劑、阻垢劑、分散劑等。
[0062] 殺生物劑當(dāng)存在時可為任何合適的殺生物劑且可以任何合適的量存在于拋光組 合物中。合適的殺生物劑為異噻唑啉酮殺生物劑。拋光組合物中所使用的殺生物劑的量典 型地為Ippm至50ppm、優(yōu)選IOppm至20ppm。
[0063] 將理解，拋光組合物中為酸、堿或鹽（例如，有機羧酸、堿和/或堿金屬碳酸鹽等） 的任何組分，當(dāng)溶解于拋光組合物的水中時，可以解離的形式作為陽離子和陰離子存在。將 理解，如本文中所敘述的存在于拋光組合物中的這樣的化合物的量指的是在拋光組合物的 制備中所使用的未解離的化合物的重量。
[0064] 拋光組合物可通過任何合適的技術(shù)制造，其中的許多是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。 拋光組合物可以間歇或連續(xù)過程制備。通常，拋光組合物通過將拋光組合物的組分組合而 制備。如本文中所使用的術(shù)語"組分"包括單獨的成分（例如，氧化鈰研磨劑、非離子型聚 合物、膦酸、含氮兩性離子化合物、任選的聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物、任選的一種或 多種磺酸共聚物、任選的一種或多種能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的pH的化合物、和/或任何任選 的添加劑）以及成分（例如，氧化鈰研磨劑、聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物等）的任何組 合。
[0065] 例如，拋光組合物可通過如下制備：（i)提供液體載體的全部或部分，（ii)使用用 于制備如下分散體的任何合適的手段將氧化鈰研磨劑、一種或多種非離子型聚合物、任選 的一種或多種膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的一種或多種磺酸共聚 物、和任選的一種或多種能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的PH的化合物分散，（iii)在合適時調(diào)節(jié)分 散體的PH，和（iv)任選地將合適的量的任何其它任選組分和/或添加劑添加至混合物中。 [0066] 替代地，拋光組合物可通過如下制備：（i)以氧化鈰氧化物漿料提供一種或多種 組分（例如，液體載體、氧化鈰研磨劑和一種或多種非離子型聚合物、任選的一種或多種含 氮兩性離子化合物、和一種或多種任選的組分），（ii)以添加劑溶液提供一種或多種組分 (例如，液體載體、一種或多種聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物、任選的一種或多種膦酸、和 一種或多種任選的組分），（iii)在合適時調(diào)節(jié)分散體的PH，和（iv)任選地將合適的量的 任何其它任選添加劑添加至混合物中。
[0067] 拋光組合物可作為包含如下物質(zhì)的單包裝體系供應(yīng)：氧化鈰研磨劑、一種或多種 非離子型聚合物、任選的一種或多種膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的 一種或多種磺酸共聚物、任選的一種或多種能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的pH的化合物、和水。替 代地，拋光組合物的組分的兩個容器、或三個或更多個容器組合在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識 范圍內(nèi)。在合適時，可將任選的組分例如殺生物劑置于第一和/或第二容器或第三容器中。 此外，第一或第二容器中的組分可為干的形式，而另一容器中的組分如果存在則可為含水 分散體的形式。此外，第一或第二容器中的組分可具有不同的、基本上類似的或甚至相等的 PH值。如果任選的組分和/或添加劑例如陰離子聚合物型絡(luò)合劑為固體，則其可以干的形 式或作為在液體載體中的混合物供應(yīng)。
[0068] 替代地，本發(fā)明的拋光組合物作為包含氧化鈰氧化漿料和添加劑溶液的雙包裝體 系供應(yīng)，其中氧化鈰氧化物漿料基本上由以下物質(zhì)組成、或由以下物質(zhì)組成：氧化鈰研磨 齊U、一種或多種非離子型聚合物、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的一種或多 種磺酸共聚物、任選的一種或多種能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的pH的化合物、和水，且其中添加 劑溶液基本上由以下物質(zhì)組成或由以下物質(zhì)組成：任選的一種或多種膦酸、任選的一種或 多種能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的PH的化合物、任選的一種或多種非離子型聚合物、和任選的一 種或多種磺酸共聚物。雙包裝體系容許通過改變兩個包裝即氧化鈰氧化物漿料和添加劑溶 液的共混比來調(diào)節(jié)基材整體平坦化特性和拋光速度。
[0069]可采用多種方法來利用這樣的雙包裝拋光體系。例如，氧化鈰漿料和添加劑溶液 可通過不同的管道遞送，所述不同的管道在用于將混合物供應(yīng)在拋光臺上的供應(yīng)管線的出 口處結(jié)合和連接，或者氧化鈰漿料和添加劑溶液可在拋光前不久或即將拋光前混合，或者 可同時供應(yīng)于拋光臺上。此外，當(dāng)將兩個包裝混合時，可在需要時添加去離子水以調(diào)節(jié)拋光 組合物和所得基材拋光特性。
[0070]為了將儲存裝置中包含的組分混合以在使用點處或附近產(chǎn)生拋光組合物，儲存 裝置典型地被提供有一條或多條從各儲存裝置通向拋光組合物的使用點（例如，臺板 (platen)、拋光墊或基材表面）的流動管線（flowline)。如本文中所利用的術(shù)語"使用點" 指的是拋光組合物在其處被施加至基材表面（例如，拋光墊或基材表面本身）的點。如果 將利用使用點混合來產(chǎn)生拋光組合物，則在合適時將拋光組合物的組分單獨儲存于兩個或 更多個儲存裝置中。術(shù)語"流動管線"意指從單獨的儲存容器到儲存于其中的組分的使用 點的流動路徑。所述一條或多條流動管線可各自直接通向使用點，或在使用超過一條流動 管線的情形中，可將流動管線中的兩條或更多條在任何點處組合成通向使用點的單一流動 管線。此外，所述一條或多條流動管線（例如，單獨的流動管線或組合的流動管線）中的任 意可首先通向其它裝置（例如，泵送裝置、測量裝置、混合裝置等）中的一個或多個，然后到 達組分的使用點。
[0071]可將拋光組合物的組分獨立地遞送至使用點（例如，將組分遞送至基材表面，所 述組分在拋光過程期間在基材表面上混合），或可在遞送至使用點之前，例如在遞送至使用 點之前不久或在即將遞送至使用點之前將組分中的一種或多種混合。如果組分在以混合形 式添加到臺板上之前5分鐘或更短、例如4分鐘或更短、3分鐘或更短、2分鐘或更短、1分鐘 或更短、45秒或更短、30秒或更短、10秒或更短、或甚至與組分被遞送于使用點處同時組合 (例如，組分在分配器處組合），則所述組分"在即將遞送至使用點之前"組合。如果組分在 使用點的5m范圍內(nèi)、例如在使用點的Im范圍內(nèi)、或甚至在使用點的IOcm范圍內(nèi)（例如，在 使用點的Icm范圍內(nèi)）組合，則所述組分也"在即將遞送至使用點之前"組合。
[0072]當(dāng)將拋光組合物的兩種或更多種組分在到達使用點之前組合時，可將所述組分在 流動管線中組合并在不使用混合裝置的情況下將其遞送至使用點。替代地，一條或多條流 動管線可通向混合裝置以促進所述組分的兩種或更多種的組合?？墒褂萌魏魏线m的混合裝 置。例如，混合裝置可為所述組分的兩種或更多種流動通過其的噴嘴或噴射器（例如，高壓 噴嘴或噴射器）。替代地，混合裝置可為容器型混合裝置，其包含：一個或多個入口，拋光漿 料的兩種或更多種組分通過所述入口引入到混合器；和至少一個出口，經(jīng)混合的組分通過 所述出口離開混合器以直接或經(jīng)由設(shè)備的其它元件（例如，經(jīng)由一條或多條流動管線）遞 送至使用點。此外，混合裝置可包含超過一個腔室，各腔室具有至少一個入口和至少一個出 口，其中兩種或更多種組分在各腔室中組合。如果使用容器型混合裝置，則該混合裝置優(yōu)選 包含用于進一步促進組分的組合的混合機構(gòu)?；旌蠙C構(gòu)是本領(lǐng)域中普遍知曉的，且包括攪 拌器、摻和器、攪動器、葉片式折流板（paddledbaffle)、氣體分布器（gassparger)、振動 器等。
[0073] 拋光組合物還可作為濃縮物提供，所述濃縮物意欲在使用之前用適當(dāng)量的水進行 稀釋。在這樣的實施方式中，拋光組合物濃縮物以使得在用適當(dāng)量的水稀釋濃縮物時，拋光 組合物的各組分將以在上文針對各組分所列舉的適當(dāng)范圍內(nèi)的量存在于拋光組合物中的 量包含拋光組合物的組分。例如，氧化鈰研磨劑、非離子型聚合物、任選的膦酸、任選的一種 或多種含氮兩性離子化合物、任選的聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物、任選的磺酸共聚物、 任選的能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的PH的化合物和任選的添加劑可各自以為上文針對各組分所 列舉的濃度的2倍（例如，3倍、4倍或5倍）的量存在于濃縮物中，使得當(dāng)用等體積的水（例 如，分別2份等體積的水、3份等體積的水或4份等體積的水）稀釋濃縮物時，各組分將以在 上文針對各組分所闡述的范圍內(nèi)的量存在于拋光組合物中。此外，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 將理解的，濃縮物可含有適當(dāng)分?jǐn)?shù)的存在于最終拋光組合物中的水，以確保氧化鈰研磨劑、 非離子型聚合物、任選的膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、任選的聚環(huán)氧乙烷 /聚環(huán)氧丙烷共聚物、任選的磺酸共聚物、任選的能夠調(diào)節(jié)拋光組合物的PH的化合物和任 選的添加劑至少部分地或完全溶解于濃縮物中。
[0074] 當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含氧化硅的基材時，本發(fā)明的拋光組合物合意地呈現(xiàn) 高的移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實施方式拋光包含高密度等離子體（HDP)氧化物 和/或等離子體增強原硅酸四乙酯（PETEOS)和/或原硅酸四乙酯（TEOS)的硅晶片時， 拋光組合物合意地呈現(xiàn)500A/分鐘或更高、700人/分鐘或更高、1，〇〇〇人/:分鐘或更高、1,250A/分鐘或更高、1，500A/.分鐘或更高、1，750AA分鐘或更高、2,000A/:分鐘或更 高、2,500人/分鐘或更高、3,000A/分鐘或更高、3,500A/分鐘或更高的氧化硅移除速 率。在一個實施方式中，氧化硅的移除速率可為4,000A/分鐘或更高、4,500A/分鐘或更 高、或5,000A/分鐘或更高。
[0075] 另外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含氮化硅的基材時，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光 組合物合意地呈現(xiàn)低的移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實施方式拋光包含氮化硅的硅晶 片時，拋光組合物合意地呈現(xiàn)250A/:分鐘或更低，例如200A/分鐘或更低、150A/分鐘或 更低、100 AA分鐘或更低、75人/分鐘或更低、50 A/分鐘或更低、或甚至25 A/:分鐘或更 低的氮化硅移除速率。
[0076] 另外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含多晶硅的基材時，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光 組合物合意地呈現(xiàn)低的移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實施方式拋光包含多晶硅的硅晶 片時，拋光組合物合意地呈現(xiàn)1,000A/:分鐘或更低、750人/:分鐘或更低、500 A/:分鐘或 更低、250 A/:分鐘或更低、100人/:分鐘或更低、50 AA分鐘或更低、25人/分鐘或更低、 10A/:分鐘或更低、或甚至5人/:分鐘或更低的多晶硅移除速率。
[0077]此外，當(dāng)拋光基材時，本發(fā)明的拋光組合物合意地呈現(xiàn)少的顆粒缺陷，如通過合適 的技術(shù)所測定的。在一個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的化學(xué)-機械拋光組合物合意地包含 對低的缺陷率做貢獻的濕法氧化鈰。利用本發(fā)明拋光組合物拋光的基材上的顆粒缺陷可 通過任何合適的技術(shù)測定。例如，可使用激光光散射技術(shù)例如暗場法向光束復(fù)合法（dark fieldnormalbeamcomposite，DCN)和暗場斜向光束復(fù)合法（darkfieldobliquebeam composite,DCO))測定所拋光的基材上的顆粒缺陷。合適的用于評價顆粒缺陷率的儀器可 得自例如KLA-Tencor(例如，在120nm閾值或160nm閾值下運行的SURFSCAN?SPl儀器）。
[0078] 利用本發(fā)明拋光組合物拋光的基材、尤其是包含硅的氧化硅和/或氮化硅和/或 多晶硅合意地具有20, 000個計數(shù)或更小，例如17, 500個計數(shù)或更小、15, 000個計數(shù)或更 小、12, 500個計數(shù)或更小、3, 500個計數(shù)或更小、3, 000個計數(shù)或更小、2, 500個計數(shù)或更小、 2, 000個計數(shù)或更小、1，500個計數(shù)或更小、或1，000個計數(shù)或更小的DCN值。優(yōu)選地，根據(jù) 本發(fā)明的實施方式拋光的基材具有750個計數(shù)或更小、500個計數(shù)、250個計數(shù)、125個計數(shù) 或甚至100個計數(shù)或更小的DCN值。替代地，或者另外，當(dāng)拋光基材時，本發(fā)明的化學(xué)-機 械拋光組合物合意地呈現(xiàn)少的劃痕，如通過合適的技術(shù)所測定的。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施 方式拋光的硅晶片合意地包含250個或更少的劃痕、或125個或更少的劃痕，如通過本領(lǐng)域 中已知的任何合適的方法所測定的。
[0079] 本發(fā)明的拋光組合物可被調(diào)整以在對具體的薄層材料有選擇性的期望拋光范圍 提供有效的拋光，而同時使表面瑕疵、缺陷、腐蝕、侵蝕和終止層的移除最?。ㄉ伲┗Ｔ谝?定程度上可通過改變拋光組合物的組分的相對濃度來控制選擇性。當(dāng)合意時，本發(fā)明的方 法可用于以5:1或更高（例如，10:1或更高、15:1或更高、25:1或更高、50:1或更高、100:1 或更高、或150:1或甚至更高）的二氧化硅對多晶硅拋光選擇性拋光基材。此外，本發(fā)明的 方法可用于以2:1或更高（例如，4:1或更高、或6:1或更高）的氮化硅對多晶硅拋光選擇 性拋光基材。一些配制物可呈現(xiàn)甚至更高的二氧化硅對多晶硅選擇性，例如20:1或更高、 或甚至30:1或更高。在一個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的方法同時提供二氧化硅和氮化硅相 對于多晶娃的選擇性拋光。
[0080] 本發(fā)明還提供化學(xué)-機械拋光基材的方法，包括：（i)使基材與拋光墊和如本文中 所述的化學(xué)-機械拋光組合物接觸，（ii)使拋光墊相對于基材移動，其間有化學(xué)_機械拋 光組合物，和（iii)磨除基材的至少一部分以拋光所述基材。
[0081] 所述化學(xué)-機械拋光組合物可用于拋光任何合適的基材，且對于拋光包含至少一 個由低介電材料組成的層（典型地為表面層）的基材是尤其有用的。合適的基材包括用于 半導(dǎo)體工業(yè)中的晶片。晶片典型地包含例如如下物質(zhì)或者由例如如下物質(zhì)組成：金屬、金 屬氧化物、金屬氮化物、金屬復(fù)合物、金屬合金、低介電材料、或其組合。本發(fā)明的方法對于 拋光包含氧化硅、氮化硅和/或多晶硅（例如前述材料中的任意一種、兩種或尤其是全部三 種）的基材是特別有用的。例如，拋光組合物可用于拋光用于電子工業(yè)中的硅晶片。在這 點上，所述硅可為未摻雜的硅，或其可為摻雜有硼或鋁的P型硅。另外，所述硅可為多晶硅。
[0082] 基材合意地包含與氧化硅和/或氮化硅組合的多晶硅。多晶硅可為任何合適的多 晶硅，其中的許多是本領(lǐng)域中已知的。多晶硅可具有任何合適的相，且可為無定形的、結(jié)晶 的、或其組合。類似地，氧化硅可為任何合適的氧化硅，其中的許多是本領(lǐng)域中已知的。合 適的類型的氧化硅包括但不限于硼磷硅酸鹽玻璃（BPSG)、PETE0S、熱氧化物、未摻雜的硅酸 鹽玻璃和HDP氧化物。其它合適的金屬氧化物包括部分穩(wěn)定的氧化鋯（PSZ)。
[0083] 有利地，使用本發(fā)明的拋光方法拋光的硅基材呈現(xiàn)低的表面粗糙度和低的顆粒缺 陷率。表面粗糙度（Ra)在本文中定義為與平面性（planarity)的偏差的算術(shù)平均數(shù)，其可 使用任何合適的技術(shù)測量。合適的技術(shù)包括觸針式輪廓測定法（profilometry)和光學(xué)輪廓 測定法（使用可得自例如VeecoInstruments(Plainview，NY)的儀器）、以及原子力顯微 鏡法。典型地，當(dāng)使用光學(xué)輪廓測定法測量時，本發(fā)明的拋光方法產(chǎn)生20A或更?。ɡ?， 14A或更小、或12A或更小、或10A或更小、或甚至8A或更?。┑脑诠杈系谋砻娲?糙度。
[0084] 本發(fā)明的拋光組合物和方法特別適合于結(jié)合化學(xué)-機械拋光設(shè)備使用。典型地， 所述設(shè)備包含：臺板，其在使用時處于運動中并且具有由軌道、線性或圓周運動所產(chǎn)生的速 度；拋光墊，其與該臺板接觸且在運動時隨該臺板移動；以及載體，其固持待通過與該拋光 墊的表面接觸并相對于該拋光墊的表面移動基材而拋光的基材。該基材的拋光通過如下發(fā) 生：將該基材放置成與該拋光墊和本發(fā)明的拋光組合物接觸，且隨后使該拋光墊相對于該 基材移動以磨除該基材的至少一部分以拋光該基材。
[0085] 可使用任何合適的拋光墊（例如，拋光表面）以所述化學(xué)-機械拋光組合物對基 材進行拋光。合適的拋光墊包括，例如，編織及非編織拋光墊。此外，合適的拋光墊可包含 具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、壓縮時的回彈能力和壓縮模量的任何合適的聚合物。 合適的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龍、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯 酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產(chǎn)物、及其混合物。軟的 聚氨酯拋光墊與本發(fā)明的拋光方法結(jié)合是特別有用的。典型的墊包括但不限于SURFINtm 000、SURFIN?SSW1、SPM3100(可自例如EminessTechnologies購得）、P0LITEX?和Fujibo P0LYPAS?27。特別優(yōu)選的拋光墊為可自CabotMicroelectronics購得的EPIC?DlOO墊。 [0086] 合意地，該化學(xué)-機械拋光設(shè)備進一步包含原位拋光終點檢測系統(tǒng)，其中的許多 是本領(lǐng)域中已知的。通過分析從正被拋光的基材表面反射的光或其它輻射來檢查和監(jiān)控 拋光過程的技術(shù)是本領(lǐng)域中已知的。這樣的方法描述于例如美國專利5, 196, 353、美國 專利5, 433, 651、美國專利5, 609, 511、美國專利5, 643, 046、美國專利5, 658, 183、美國專 利5, 730, 642、美國專利5, 838, 447、美國專利5, 872, 633、美國專利5, 893, 796、美國專利 5, 949, 927和美國專利5, 964, 643中。合意的是，對于正被拋光的基材的拋光過程進度的檢 查或監(jiān)控使得能夠確定拋光終點，即，確定何時終止對于特定基材的拋光過程。
[0087] 實施例
[0088] 以下這些實施例進一步說明本發(fā)明，但當(dāng)然不能解釋為以任何方式限制其范圍。
[0089] 貫穿所述實施例使用以下縮寫：移除速率（RR);原硅酸四乙酯（TEOS);氮化硅 (SiN);多晶硅（polySi);分子量（MW);羥乙基纖維素（HEC);膦酸（PA);聚乙二醇（PEG); 等離子體增強原硅酸四乙酯（PETEOS);聚乙烯基吡咯烷酮（PVP);聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙 烷共聚物（PE0/PP0);聚（丙烯酸）_共-聚（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸）（PAA-AMPS) 和硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物（Si0/PA0)。
[0090]在以下實施例中，使用MIRRA?(AppliedMaterials,Inc.)或 REFLEXI0N?(AppliedMaterials,Inc.)工具拋光基材。對于所有組合物，使用具有相同拋 光參數(shù)的IC1010?拋光墊（RohmandHaasElectronicMaterials)。通過使用光譜型捕 偏儀法測量膜厚度并從初始厚度減去最終厚度來計算移除速率。
[0091] 實施例1
[0092] 本實施例證明包含氧化鈰研磨劑、一種或多種聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物、 一種或多種非離子型聚合物、一種或多種膦酸、任選的一種或多種含氮兩性離子化合物、和 水的本發(fā)明拋光組合物可呈現(xiàn)良好的總的基材拋光性質(zhì)，包括合適的TEOS移除速率和良 好的polySi選擇性。
[0093] 利用表1中所標(biāo)記的（identified)拋光組合物1A-1M在相同條件下拋光包含TEOS 和polySi的硅晶片。所述拋光組合物各自含有0. 4重量％濕法氧化鈰（可自Rhodia購得 的HC-60?)。所述拋光組合物各自含有PEG(8, 000MW，可自DowCorporation購得）、聚環(huán) 氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物（PLURONIC?L31)、膦酸（DEQUEST?D2000EG)，如表1中所指示 的。拋光組合物1I-1M進一步含有128ppm的吡啶甲酸。各拋光組合物的pH為5. 5。對照 組合物僅含有〇. 4重量％濕法氧化鋪和水。
[0094] 測定各拋光組合物的TEOS和polySi移除速率并將其列于表1中。
[0095]表1
[0096]

【權(quán)利要求】
1. 一種化學(xué)-機械拋光組合物，其基本上由以下組成： (a) 氧化鋪研磨劑， (b) 選自如下的一種或多種非離子型聚合物：聚亞烷基二醇、聚醚胺、聚環(huán)氧乙烷/聚 環(huán)氧丙烷共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物、經(jīng)疏水改性 的聚丙烯酸酯共聚物、親水的非離子型聚合物、多醣、及其混合物， (c) 一種或多種含氮兩性離子化合物， (d) 任選的一種或多種膦酸， (e) 任選的一種或多種磺酸共聚物， (f) 任選的一種或多種陰離子共聚物， (g) 任選的一種或多種包含季胺的聚合物， (h) 任選的一種或多種調(diào)節(jié)所述拋光組合物的pH的化合物，和 Q)水。
2. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中所述氧化鈰研磨劑為濕法氧化鈰。
3. 權(quán)利要求2的拋光組合物，其中所述濕法氧化鈰以所述拋光組合物的0. 1重量％至 10重量％的量存在。
4. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中所述一種或多種非離子型聚合物以所述拋光組合物 的lppm至3, OOOppm的量存在。
5. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中一種或多種聚亞烷基二醇存在于所述拋光組合物 中。
6. 權(quán)利要求5的拋光組合物，其中所述一種或多種聚亞烷基二醇選自聚乙二醇、聚丙 二醇、及其混合物。
7. 權(quán)利要求6的拋光組合物，其中聚乙二醇存在于所述拋光組合物中。
8. 權(quán)利要求7的拋光組合物，其中所述聚乙二醇具有300g/mol至15,000g/mol的平均 分子量。
9. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中一種或多種聚醚胺存在于所述拋光組合物中。
10. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中一種或多種聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物存在于 所述拋光組合物中。
11. 權(quán)利要求10的拋光組合物，其中所述聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物在使用點處 以lppm至5, OOOppm的量存在。
12. 權(quán)利要求10的拋光組合物，其中所述一種或多種聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物 的平均分子量為200g/mol至4, 000g/mol。
13. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中一種或多種硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物存在于所述 拋光組合物中。
14. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中一種或多種經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物存在。
15. 權(quán)利要求14的拋光組合物，其中所述一種或多種經(jīng)疏水改性的聚丙烯酸酯共聚物 為包含具有聚乙二醇側(cè)鏈的聚丙烯酸主鏈的聚合物。
16. 權(quán)利要求1的拋光組合物，其中所述一種或多種含氮兩性離子化合物為吡啶甲酸。
17. -種化學(xué)-機械拋光基材的方法，包括： (i) 使基材與拋光墊和化學(xué)-機械拋光組合物接觸，所述化學(xué)-機械拋光組合物基本上 由以下組成： (a) 氧化鋪研磨劑， (b) 選自如下的一種或多種非離子型聚合物：聚亞烷基二醇、聚醚胺、聚環(huán)氧乙烷/聚 環(huán)氧丙烷共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、硅氧烷聚環(huán)氧烷烴共聚物、經(jīng)疏水改性 的聚丙烯酸酯共聚物、親水的非離子型聚合物、多醣、及其混合物， (c) 一種或多種含氮兩性離子化合物， (d) 任選的一種或多種膦酸， (e) 任選的一種或多種磺酸共聚物， (f) 任選的一種或多種陰離子共聚物， (g) 任選的一種或多種包含季胺的聚合物， (h) 任選的一種或多種調(diào)節(jié)所述拋光組合物的pH的化合物，和 Q)水； (ii) 使所述拋光墊相對于所述基材移動，其間有所述化學(xué)-機械拋光組合物；和 (iii) 磨除所述基材的至少一部分以拋光所述基材。
18. 權(quán)利要求17的方法，其中所述一種或多種含氮兩性離子化合物為吡啶甲酸。
19. 權(quán)利要求17的方法，其中所述基材包含硅。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中所述硅選自氧化硅、氮化硅、和多晶硅、及其組合。
【文檔編號】H01L21/306GK104284960SQ201380024465
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月14日
【發(fā)明者】B.賴斯, G.懷特納 申請人:嘉柏微電子材料股份公司