用于化学机械抛光电子、机械和光学器件用基底材料的含水抛光组合物和方法

摘要

本发明涉及一种含水抛光组合物，其包含：(A)当其分散在pH为3-9的含水介质中时带正电荷的磨料颗粒，这通过电泳淌度证明；(B)水溶性和水分散性的含羟基组分，其选自：(b1)脂族和脂环族羟基羧酸，其中羟基与羧酸基的摩尔比例为至少1；(b2)具有至少一个羟基的羟基羧酸(b1)的酯和内酯；和(b3)其混合物；以及(C)选自以下的水溶性和水分散性聚合物组分：(c1)线性和支化的氧化烯烃聚合物；(c2)线性和支化的脂族和脂环族聚(N-乙烯基酰胺)聚合物；和(c3)重均分子量小于100,000道尔顿的阳离子聚合絮凝剂；以及一种抛光电子、机械和光学器件用基底材料的方法。

说明书

本发明涉及一种新型的特别适用于抛光电子、机械和光学器件用基底 材料的含水抛光组合物。

此外，本发明涉及抛光用于制造电子、机械和光学器件的基底材料的 新方法。

最后但并非最不重要的是，本发明涉及所述新型含水抛光组合物在制 造电子、机械和光学器件中的新用途。

引用文献

将在本发明申请中引用的文献作为参考完全引入。

发明背景

化学机械平坦化或抛光(CMP)为实现集成电路(IC)器件局部和整体平 坦度的主要方法。该技术通常在一定负载下将含磨料和其它添加剂的CMP 组合物或浆料作为活性化学物质施加在旋转的基底表面和抛光垫之间。因 此，CMP方法将物理方法如研磨与化学方法如氧化或螯合结合。希望基底 材料的去除或抛光不是由纯粹的物理或纯粹的化学作用组成，而是这两者 的协同作用，以实现快速均匀的去除。

这样除去基底材料，直至实现所需平坦度或阻挡下层或停蚀层暴露。 最终，获得能够通过随后的光刻法、图案化、蚀刻和薄膜处理正确地制造 多层IC器件的平坦的无缺陷的表面。

浅沟槽隔离(STI)为通常要求在图案化的晶片基底上相对于氮化硅选 择性除去二氧化硅的特定CMP应用。在该情况下，将蚀刻的沟槽过充满 介电材料，如二氧化硅，用氮化硅隔离膜作为停蚀层将其抛光。该CMP 方法以从隔离膜除去二氧化硅为结束，同时使暴露的氮化硅和沟槽氧化硅 的去除最小化。

这要求能够获得高的二氧化硅材料去除速率MRR与氮化硅去除速率 MRR相对比的CMP浆料，在本领域中该比例也被称作氧化物-氮化物选 择性。

基于二氧化铈的CMP浆料在STI应用方面已经受到极大关注，这是 因为由于二氧化铈与二氧化硅的高的化学亲合性(在本领域中也称作二氧 化铈的化学啮合作用)，其能够获得较高的氧化物-氮化物选择性。

然而，基于二氧化铈的CMP浆料的氧化物-氮化物选择性必须通过“设 计”选择性的添加剂改进。

已经进行了很多设计基于二氧化铈的CMP浆料的选择性的尝试。

因此，Jae-Don Lee等人在Journal of the Electrochemical Society，149 (8)，G477-G481，2002中公开了具有不同亲水亲油平衡值(HLB)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期间氧化物-多晶硅选择性的影响。然 而，将锻制二氧化硅用作磨料。

Jae-Dong Lee等人在Journal of the Electrochemical Society，149(8) G477-G481，2002，Effects of Nonionic Surfactants on Oxide-To-Polysilicon  Selectivity during Chemical Mechanical Polishing中公开了表面活性剂如 聚氧化乙烯(PEO)和氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯三嵌段共聚物对选择性 的影响。然而，未提及氧化物-氮化物选择性。

美国专利US5,738,800、US6,042,741、US6,132,637和US6,218,305B 公开了含有如下络合剂的基于二氧化铈的CMP浆料：苹果酸，酒石酸， 葡糖酸，柠檬酸，邻二羟基苯甲酸和多羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二 酚、连苯三酚、五倍子酸、丹宁酸及其盐。此外，基于二氧化铈的CMP 浆料含阴离子、阳离子、两性离子或非离子表面活性剂。基于二氧化铈的 CMP浆料主张具有高的氧化物-氮化物选择性。

美国专利US5,759,917、US6,689,692B1和US6,984,588B2公开了一 种含有如下羧酸的基于二氧化铈的CMP浆料：乙酸、己二酸、丁酸、癸 酸、己酸、辛酸、柠檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、富马酸、乳酸、月桂 酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、肉豆蔻酸、草酸、棕榈酸、邻苯二甲酸、 丙酸、丙酮酸、硬脂酸、琥珀酸、酒石酸、戊酸、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、 2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸、聚(乙二醇)二(羧甲基)醚及其衍生物和 盐。此外，基于二氧化铈的CMP浆料含水溶性的有机和无机盐，如硝酸 盐、磷酸盐和硫酸盐。基于二氧化铈的CMP浆料主张优先于氮化硅层， 抛光过充满的氧化硅。

美国专利US6,299,659B1公开了一种基于二氧化铈的CMP浆料，其 中所述磨料颗粒已用硅烷、钛酸酯、锆酸酯、铝和磷酸酯偶联剂处理，以 改进氧化物-氮化物选择性。

美国专利申请US2002/0034875A1和美国专利US6,626,968B2公开 了一种含以下物质的基于二氧化铈的CMP浆料：表面活性剂，pH调节剂， 如氢氧化钾、硫酸、硝酸、盐酸或磷酸，以及含亲水性官能团和疏水性官 能团的聚合物，如聚乙烯基甲基醚(PVME)、聚甘醇(PEG)、聚氧化乙烯23 月桂醚(POLE)、聚丙酸(PPA)、聚丙烯酸(PM)和聚醚二醇二醚(PEGBE)。 然而，该基于二氧化铈的CMP浆料增加了氧化物-多晶硅选择性。

美国专利US6,436,835B1公开了一种用于浅沟槽隔离方法的基于二 氧化铈的CMP浆料，其包含具有羧酸或羧酸盐或磺酸或胺磺酰基的水溶 性有机化合物，如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、萘磺酸-福尔马林缩合物、苹 果酸、乳酸、酒石酸、葡糖酸、柠檬酸、琥珀酸、己二酸、富马酸、天冬 氨酸、谷氨酸、甘氨酸4-氨基丁酸、6-氨基己酸、12-氨基月桂酸、精氨酸、 双甘氨肽、月桂基苯磺酸及其铵盐。基于二氧化铈的CMP浆料可具有等 于或小于4的pH，还优选高于4的pH。其主张具有高的氧化物-氮化物选 择性。

美国专利US6,491,843B1、US6,544,892B2和US6,627,107B2公开 了一种基于二氧化铈的CMP浆料，其含有用于改进氧化物-氮化物选择性 的а-氨基酸，如赖氨酸、丙氨酸和脯氨酸。

美国专利US6,616,514B1公开了一种基于二氧化铈的CMP浆料，其 含具有至少3个在含水介质中不可离解的羟基的有机多元酚；或由至少一 种具有至少3个在含水介质中不可离解的羟基的单体，如甘露糖醇、山梨 糖醇、甘露糖、木糖醇、山梨糖、蔗糖和糊精形成的聚合物，其用于改进 氧化物-氮化物选择性。

美国专利申请US2006/0207188A1公开了一种基于二氧化铈的CMP 浆料，其含有聚合物如聚丙烯酸或聚(甲基丙烯酸烷基酯)与单体如丙烯酰 胺、甲基丙烯酰胺、乙基-甲基丙烯酰胺、乙烯基吡啶或乙烯基吡咯烷酮的 反应产物。应相信的是，反应产物也增加了氧化物-氮化物选择性。

美国专利申请US2006/0216935A1公开了一种基于二氧化铈的CMP 浆料，其包含蛋白质、赖氨酸和/或精氨酸，以及吡咯烷酮化合物，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-羟基乙 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。基于二氧化铈的CMP浆料还可含分散剂，如聚丙烯酸类、二醇 类和聚二醇类。特定实例使用脯氨酸、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。应相信的是，基于二氧化铈的CMP 浆料未侵略性地除去沟槽二氧化硅，因此允许在终点之外进一步抛光而不 显著增加最小梯段高度。

美国专利申请US2007/0077865A1公开了一种基于二氧化铈的CMP 浆料，其含有优选来自BASF出售的Pluronic^TM系列的聚氧化乙烯/聚氧化 丙烯共聚物。基于二氧化铈的CMP浆料还可含有氨基醇，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]-二-2-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。基于二氧化铈的CMP浆料还可含有季铵化合物，如 氢氧化四甲铵，成膜剂，如烷基胺、链烷醇胺、羟基胺、磷酸酯、十二烷 基硫酸钠、脂肪酸、聚丙烯酸盐/酯、聚甲基丙烯酸盐/酯、聚乙烯基膦酸盐 /酯、聚苹果酸盐/酯、聚苯乙烯磺酸盐/酯、聚乙烯基硫酸盐/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/酯、乙醇酸盐/酯、乳 酸盐/酯、葡糖酸盐/酯、五倍子酸、草酸盐/酯、邻苯二甲酸盐/酯、柠檬酸 盐/酯、琥珀酸盐/酯、酒石酸盐/酯、苹果酸盐/酯、乙二胺四乙酸、乙二醇、 焦儿茶酚、连苯三酚、丹宁酸、磷盐和膦酸。应相信的是，基于二氧化 铈的CMP浆料提供了氧化硅和/或氮化硅相对于多晶硅的良好选择性。

美国专利申请S2007/0175104A1公开了一种包含多晶硅抛光抑制剂 的基于二氧化铈的CMP浆料，所述抑制剂选自具有由选自以下的任何成 员取代的N-一元取代或N,N-二取代骨架的水溶性聚合物：丙烯酰胺、甲基 丙烯酰胺和其α取代的衍生物；聚乙二醇；聚乙烯基吡咯烷酮；烷氧基化 的线性脂族醇和基于乙炔的二醇的氧化乙烯加合物。基于二氧化铈的CMP 浆料可含有额外的水溶性聚合物，如多糖，如藻酸、果胶酸、羧甲基纤维 素、琼脂、可得然胶(curdlan)和普鲁兰多糖(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、聚亚氨酸、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、聚乙醇酸及其盐；以及乙烯基聚合物，如聚乙烯醇和聚 丙烯醛。基于二氧化铈的CMP浆料据说具有高的氧化硅对多晶硅选择性。

美国专利申请US2007/0191244A1公开了一种基于二氧化铈的CMP 浆料，其含有重均分子量为30-500的化合物且含有羟基和羧基或两者均含， 如柠檬酸酯、苹果酸酯、葡糖酸酯、酒石酸酯、2-羟基异丁酸酯、己二酸 酯、辛酸酯、琥珀酸酯、含EDTA的化合物、戊二酸酯、亚甲基琥珀酸酯、 甘露糖、甘油-半乳糖-庚糖、赤-甘露糖-辛糖、阿拉伯糖-半乳糖-壬糖和谷 氨酰胺。基于二氧化铈的CMP浆料还可含有线性聚合物酸或具有烷氧基 聚链烷二醇侧链的接枝类的聚合物酸。基于二氧化铈的CMP浆料据说获 得了抛光晶片的改进的球状平面性。

美国专利申请US2007/0218811A1公开了一种基于二氧化铈的CMP 浆料，其pH为4-7.5且含有分散剂、聚羧酸以及100-1000ppm其第一可 离解酸基的pKa为3.2或更小的强酸。作为实例提及丙烯酸和甲基丙烯酸 的聚合物作为阴离子分散剂，聚氧化乙烯衍生物作为非离子分散剂，以及 聚乙烯基吡咯烷酮作为阳离子分散剂。特别提及的强酸为硫酸、HCl、硝 酸、磷酸、草酸、马来酸、苦味酸、亚硫酸、硫代亚硫酸、氨基硫酸、氯 酸、高氯酸、亚氯酸、氢碘酸、高碘酸、碘酸、氢溴酸、过溴酸、铬酸、 亚硝酸、二膦酸、三聚磷酸、次膦酸、吡啶甲酸、膦酸、异烟酸、烟酸、 三氯乙酸、二氯乙酸、氯乙酸、氰基乙酸、草酰乙酸、硝基乙酸、溴乙酸、 氟乙酸、苯氧基乙酸、邻溴苯甲酸、邻硝基苯甲酸、邻氯苯甲酸、对氨基 苯甲酸、邻氨基苯甲酸、邻苯二甲酸、富马酸、丙二酸、酒石酸、柠檬酸、 邻氯苯胺、2,2'-联吡啶、4,4'-联吡啶、2,6-吡啶二甲酸、丙酮酸、聚苯乙烯 磺酸、聚磺酸、谷氨酸、水杨酸、天冬氨酸、2-氨基乙基膦酸、赖氨酸、 精氨酸、异白氨酸、肌氨酸、鸟氨酸、鸟嘌呤核苷、瓜氨酸、酪氨酸、缬 氨酸、次黄嘌呤、蛋氨酸、赖氨酸和亮氨酸。基于二氧化铈的CMP浆料 导致有效的高速操作，较容易的工艺管理以及较小的由于砂路密度差别而 导致的膜厚的波动。

美国专利申请US2008/0085602A1和US2008/0124913A1公开了一种 基于二氧化铈的CMP浆料，其含有0.001-0.1重量%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。基 于二氧化铈的浆料据说具有高的氧化硅和氮化硅对多晶硅的选择性。

电子器件，尤其是半导体集成电路(IC)的制造需要高精度的方法，这 尤其涉及高选择性CMP。

尽管现有技术的基于二氧化铈的CMP浆料可具有令人满意的氧化物- 氮化物选择性且可产生具有良好的整体和局部平坦度(这通过晶片内不均 匀性(WIWNU)和晶片间不均匀性(WTWNU)验证)的抛光晶片，IC结构， 尤其是具有LSI(大规模集成)或VLSI(非常大规模集成)的IC的日益减小的 尺寸必须使基于二氧化铈的CMP浆料恒定改进，以满足集成电路器件制 造商的日益增加的技术和经济要求。

然而，这种恒定改进现有技术的基于二氧化铈的CMP浆料的迫切需 要不仅适用于集成电路器件领域，而且在制造以下其它电子器件领域也必 须改进抛光和平坦化功效：液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、 微型机、DNA芯片、微型设备、光电池和磁头；以及高精度的机械器件和 光学器件，尤其是光学玻璃，如光掩模、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，光学波导管，光学单晶，如 光学纤维和闪烁器的端面，固体激光器单晶，用于蓝色激光器LED的蓝宝 石基底，半导体单晶和用于磁盘的玻璃基底。这种电子和光学器件的制造 也需要高精度的CMP工艺步骤。

发明目的

因此，本发明目的为提供一种新型含水抛光组合物，尤其是一种新型 的化学机械抛光(CMP)组合物，特别是一种新型的基于二氧化铈的CMP 浆料，其不再显示现有技术的抛光组合物的缺点和缺陷。

新型含水抛光组合物，尤其是新型的化学机械抛光(CMP)组合物，特 别是新型的基于二氧化铈的CMP浆料尤其应显示显著改进的氧化物-氮化 物选择性并产生具有优异的整体和局部平坦度(这通过晶片内不均匀性 (WIWNU)和晶片间不均匀性(WTWNU)验证)的抛光晶片。因此，它们应 极其适用于制造IC结构，尤其是结构尺寸低于50nm的LSI(大规模集成) 或VLSI(非常大规模集成)的IC。

此外，新型含水抛光组合物，尤其是新型的化学机械抛光(CMP)组合 物，特别是新型的基于二氧化铈的CMP浆料不仅应特别用于集成电路器 件的领域，而且还应最有效且有利地用于制造以下其它电子器件的领域： 液晶面板、有机电致发光面板、印刷电路板、微型机、DNA芯片、微型设 备和磁头；以及高精度的机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃，如光掩 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，光学波导管，光学单晶，如光学纤维和闪烁器的端面，固体激光 器单晶，用于蓝色激光器LED的蓝宝石基底，半导体单晶和用于磁盘的玻 璃基底。

本发明的另一目的为提供一种抛光用于机械、电子和光学器件的基底 材料的新方法，其中所述基底材料含有氧化硅介电膜和氮化硅膜。

发明内容

因此，已经找到新的含水抛光组合物，其包含：

(A)至少一种类型的磨料颗粒，当其分散在pH为3-9的含水介质中时带正 电荷，这通过电泳淌度证明；

(B)至少一种水溶性和水分散性的含羟基组分，其选自：

(b1)在分子上具有至少两个碳原子、至少一个羟基和至少一个羧酸基 的脂族和脂环族羟基羧酸，其中羟基与羧酸基的摩尔比例为至少1；

(b2)具有至少一个选自内酯基、酯化羟基、酯化羧酸基及其混合物的 基团的羟基羧酸(b1)酯，其条件是至少一个羟基存在于(b2)中；和

(b3)其混合物；以及

(C)至少一种选自以下的水溶性和水分散性聚合物组分：

(c1)线性和支化的氧化烯烃均聚物和共聚物；

(c2)线性和支化的脂族和脂环族聚(N-乙烯基酰胺)均聚物和共聚物；

和

(c3)重均分子量小于100,000道尔顿的阳离子聚合絮凝剂。

下文中，新型含水抛光组合物被称作“本发明组合物”。

此外，已经找到了通过使用于机械、电子和光学器件的基底材料与本 发明组合物至少接触一次并抛光所述基底材料，直至获得所需平坦度的抛 光所述基底材料的新方法。

下文中，抛光用于机械、电子和光学器件的基底材料的新方法被称作 “本发明方法”。

额外的是，已经发现了用于制造电子、机械和光学器件的本发明组合 物的新用途，以及阳离子改性的絮凝剂在稳定颗粒含水分散体中的新用途， 该用途在下文中被称作“本发明用途”。

发明优点

考虑到现有技术，令人惊讶且本领域熟练技术人员可以预期的是，本 发明目的可通过本发明组合物、本发明方法和用途解决。

特别令人惊讶的是，本发明组合物显示了显著改进的氧化物-氮化物选 择性且产生具有优异的整体和局部平坦度(这通过晶片内不均匀性 (WIWNU)和晶片间不均匀性(WTWNU)验证)的抛光晶片。因此，它们极 其适用于制造IC结构，尤其是结构尺寸低于50nm的LSI(大规模集成)或 VLSI(非常大规模集成)的IC。

额外的是，本发明组合物在延长的运输和储存过程中是稳定的，这种 稳定性显著改进了后勤和工艺管理。

此外，本发明组合物不仅特别用于集成电路器件的领域，而且还最有 效且有利地用于制造以下其它电子器件的领域：液晶面板、有机电致发光 面板、印刷电路板、微型机、DNA芯片、微型设备和磁头；以及高精度的 机械器件和光学器件，尤其是光学玻璃，如光掩模、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，光学波导管，光 学单晶，如光学纤维和闪烁器的端面，固体激光器单晶，用于蓝色激光器 LED的蓝宝石基底，半导体单晶和用于磁盘的玻璃基底。

最特别的是，本发明组合物极其适合本发明用途。

因此，最特别的是，本发明组合物用于本发明方法。本发明方法可最 有利地用于抛光，尤其是化学机械抛光以下电子器件的基底材料：液晶面 板、有机电致发光面板、印刷电路板、微型机、DNA芯片、微型设备和磁 头；以及用于高精度的机械器件和光学器件的基底材料，尤其是光学玻璃， 如光掩模、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，光学波导管，光学单晶，如光学纤维和闪烁器的端面，固 体激光器单晶，用于蓝色激光器LED的蓝宝石基底，半导体单晶和用于磁 盘的玻璃基底。

然而，最特别的是，本发明方法极其适用于抛光含有氧化硅介电膜和 氮化硅膜的半导体晶片。本发明方法产生具有优异的整体和局部平坦度和 平衡，而没有凹陷、深拉(cupping)和热点的抛光晶片，这通过晶片内不均 匀性(WIWNU)和晶片间不均匀性(WTWNU)验证。因此，它们极其适用于 制造IC结构，尤其是结构尺寸低于50nm的LSI(大规模集成)或VLSI(非 常大规模集成)的IC。

发明详述

本发明组合物为含水组合物。这意味着其含有水，尤其是超纯水作为 主溶剂和分散剂。然而，本发明组合物可含有至少一种水溶混性有机溶剂， 然而，其仅仅是少量的，以至于不改变本发明组合物的含水性质。

本发明组合物的水含量优选为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%，其中所述重量百 分含数基于本发明组合物的全部重量。

“水溶性”指本发明组合物的相关组分或成分可以分子水平溶解在含 水相中。

“水分散性”指本发明组合物的组分或成分可分散在含水相中并形成 稳定的乳液或悬浮液。

“聚合物”或“聚合的”指本发明组合物的相关组分或成分包含超过 12个链接的单体结构单元，这些结构单元均可具有相同结构。然而，结构 单元也可选自至少两个不同结构。

本发明组合物的第一种基本成分为至少一种，优选一种类型的磨料颗 粒(A)。

当磨料颗粒(A)分散在pH为3-9的含水介质中时，其带正电荷。该正 电荷由磨料颗粒(A)的电泳淌度μ(μm/s)(V/cm)证明。电泳淌度μ可用仪器， 如购自Malvern，Ltd的Zetasizer Nano直接测量。

磨料颗粒(A)的平均粒度可在宽范围内变化，且因此可最有利地适应本 发明给定组合物和方法的特定要求。通过动态光散射法测定的平均粒度优 选为1-2000nm，优选1-1000nm，更优选1-750nm，最优选1-500nm。

磨料颗粒(A)的粒度分布可为单峰、双峰或多峰的。粒度分布优选为单 峰的，以具有易复制的磨料颗粒(A)的性能特征和易复制的在本发明工艺期 间的条件。

此外，磨料颗粒(A)的粒度分布可以是窄的或宽的。粒度分布优选为窄 的，仅具有少量的小颗粒和大颗粒，以具有易复制的磨料颗粒(A)的性能特 征和易复制的在本发明方法期间的条件。

磨料颗粒(A)可具有各种形状。因此，它们可为一种或基本一种类型的 形状。然而，磨料颗粒(A)也可具有不同形状。两种类型的不同形状的磨料 颗粒(A)可存在于本发明给定组合物中。关于其本身形状，它们可为立方体、 具有削边的立方体、八面体、二十面体、具有或不具有凸起或压痕的瘤状 体和球体。最优选的是，形状为不具有或仅具有非常少量凸起或压痕的球 体。通常而言，这种形状是优选的，因为其通常增加了CMP方法期间磨 料颗粒(A)所遭受的机械力的耐受性。

原则上，可将任何类型的磨料颗粒(A)用于本发明组合物，只要它们具 有上述性能特征。因此，磨料颗粒(A)可为有机或无机颗粒或有机-无机混 合颗粒。磨料颗粒(A)优选为无机颗粒。

原则上，可将任何类型的磨料颗粒(A)用于本发明组合物，只要它们 具有上述性能特征。然而，最优选的是，使用包含或由二氧化铈组成的无 机磨料颗粒(A)。

含有二氧化铈的磨料颗粒(A)可含有少量其它稀土金属氧化物。

含有二氧化铈的磨料颗粒(A)优选为包含核的复合颗粒(A)，该核包含 或由至少一种与二氧化铈不同的其它磨料颗粒材料，尤其是氧化铝、二氧 化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锌及其混合物组成。

这类复合颗粒(A)例如由以下已知：WO2005/035688A1，US 6,110,396，US6,238,469B1，US6,645,265B1，K.S.Choi等人，Mat.Res. Soc.Symp.Proc.，第671卷，2001Materials Research Society， M5.8.1-M5.8.10，S.-H.Lee等人，J.Mater.Res.，第17卷，No.10，(2002)， 第2744-2749页，A.Jindal等人，Journal of the Electrochemical Society， 150(5)G314-G318(2003)，Z.Lu，Journal of Materials Research，第18 卷，No.10，2003年10月，Materials Research Society，或S.Hedge等人， Electrochemical and Solid-State Letters，7(12)G316-G318(2004)。

最优选的是，复合颗粒(A)为覆盆子类的涂覆颗粒，其包含选自氧化铝、 二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锌及其混合物且核尺寸为20-100nm 的核，其中所述核涂覆有粒度低于10nm的二氧化铈颗粒。

用于本发明组合物的磨料颗粒(A)的量可在宽范围内变化，且因此可最 有利地适应本发明给定组合物和方法的特定要求。本发明组合物优选含有 0.005-10重量%，更优选0.01-8重量%，最优选0.01-6重量%磨料颗粒(A)， 其中所述重量百分含数基于本发明组合物的全部重量。

本发明组合物含有至少一种，优选一种水溶性或水分散性，优选水溶 性含羟基的组分(B)作为第二种基本成分。

组分(B)选自：

(b1)在分子上具有以下的脂族和脂环族羟基羧酸：

-至少2个，优选至少3个，更优选至少4个，甚至更优选至少5个，最 优选至少6个碳原子，

-至少1个，优选至少2个，更优选至少3个，最优选至少4个羟基，和

-至少1个羧酸基

其中羟基与羧酸基的摩尔比例为至少1，优选至少2，更优选至少3，最优 选至少4；

(b2)具有至少1个选自内酯基、酯化羟基、酯化羧酸基及其混合物的基团 的羟基羧酸(b1)酯，其条件是至少1个羟基，优选至少2个，最优选 至少3个羟基存在于(b2)中；和

(b3)其混合物。

羟基羧酸(b1)优选选自乙醇酸、乳酸、奎尼酸、糖酸及其混合物。

酯(b2)优选选自乙醇酸、乳酸、奎尼酸和糖酸的酯以及内酯及其混合 物。

糖酸(b1)更优选选自醛糖酸、糖醛酸、葡萄糖醛酸(glycuronic acid)、 醛糖二酸、酮糖酸(ulusonic acid)、神经氨糖酸、唾液酸及其混合物。

糖酸酯(b2)更优选选自醛糖酸、糖醛酸、葡萄糖醛酸、醛糖二酸、酮 糖酸、神经氨糖酸、唾液酸的酯以及内酯及其混合物。

糖酸(b1)甚至更优选选自甘油酸、酒石酸、苏糖酸、赤酮酸、木质酸、 葡萄糖醛酸、抗坏血酸、葡糖酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、甘露糖醛酸、 葡糖醛酸、古罗糖醛酸(guluronic acid)、糖醛酸、葡糖二酸、酮糖酸、神 经氨酸、唾液酸、胞壁酸、乳糖酸及其混合物。

糖酸酯(b2)甚至更优选选自甘油酸、酒石酸、苏糖酸、赤酮酸、木质 酸、葡萄糖醛酸、抗坏血酸、葡糖酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、甘露糖 醛酸、葡糖醛酸、古罗糖醛酸、糖醛酸、葡糖二酸、酮糖酸、神经氨酸、 唾液酸、胞壁酸和乳糖酸的酯以及内酯、葡糖酸-δ-内酯、潘氨酸及其混合 物。

组分(B)最优选选自奎尼酸、葡萄糖醛酸、乳糖酸、葡糖酸-δ-内酯及其 混合物。

本发明组合物中组分(B)的浓度可在宽范围内变化并因此可最有利地 适应本发明给定组合物和方法的特定要求。本发明组合物优选以0.005-5 重量%，更优选0.01-4重量%，最优选0.01-3重量%的量含有组分(B)，其 中重量百分含数基于本发明组合物的全部重量。

作为第三种基本成分，本发明组合物含有至少一种，优选两种水溶性 或水分散性，优选水溶性的聚合物组分(C)。

组分(C)选自：

(c1)线性和支化的氧化烯烃均聚物和共聚物；

(c2)线性和支化的脂族和脂环族聚(N-乙烯基酰胺)均聚物和共聚物；和

(c3)重均分子量小于100,000，优选小于75,000，甚至更优选小于50,000， 最优选小于30,000道尔顿的阳离子聚合絮凝剂。

氧化烯烃均聚物或共聚物(b1)优选选自线性和支化的氧化乙烯和氧化 丙烯均聚物和共聚物。

氧化乙烯-氧化丙烯共聚物(b1)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。在氧化乙烯-氧化丙烯嵌段 共聚物(b1)中，聚氧化乙烯嵌段优选具有10-15的亲水亲油平衡值(HLB)。 聚氧化丙烯嵌段可优选具有28至约32的HLB值。

氧化烯烃均聚物(b1)优选为氧化乙烯聚合物，如聚乙二醇(PEG)。

水溶性聚合物(b1)的重均分子量优选为2000-1,000,000道尔顿，更优选 5000-500,000道尔顿，最优选10,000-250,000道尔顿。

水溶性聚合物(b1)为常规已知的，可市购的材料。合适的水溶性聚合 物(b1)描述在日本专利申请JP2001-240850A，结合了第[0007]-[0014]段的 权利要求2，美国专利申请US2007/0077865A1，column page1，第[0008] 段至第2页，第[0010]段，美国专利申请US2006/0124594A1，第3页， 第[0036]和[0037]段，美国专利申请US2008/0124913A1，第3页，与权利 要求14结合的第[0031]-[0033]段中，或它们以商标Pluronic^TM、Tetronic^TM和Basensol^TM由BASF Corporation和BASF SE销售，其证明为BASF Corporation的公司宣传册"Pluronic^TM&Tetronic^TMBlock Copolymer  Surfactants，1996"或美国专利US2006/0213780A1。

最优选的是，将聚乙二醇(PEG)用作聚合物(b1)。

作为线性和支化的，脂族和脂环族聚(N-乙烯基酰胺)均聚物和共聚物 (c2)的结构单元的脂族和脂环族N-乙烯基酰胺单体优选选自N-乙烯基乙酰 胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基戊内酰胺、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯 基琥珀酰亚胺及其混合物。

聚(N-乙烯基酰胺)共聚物(c2)可含有衍生自常规已知的除了N-乙烯基 酰胺之外的烯属不饱和单体的单体单元，所述不饱和单体例如为乙烯酯和 醚，丙烯酸和甲基丙烯酸酯，烯丙酯和醚，可由卤原子或腈基取代的烯烃 以及苯乙烯单体，其条件是这类单体单元仅以不危害水溶性的量包含。

水溶性聚合物(c2)的重均分子量优选为2000-1,000,000道尔顿，更优选 5000-500,000道尔顿，最优选10,000-250,000道尔顿。

阳离子聚合絮凝剂(c3)优选选自阳离子改性的聚丙烯酰胺、聚胺、聚 乙烯亚胺、聚(二烯丙基-N,N-二烷基卤化铵)及其混合物。

阳离子基团更优选选自季铵基、锍基、磷基及其混合物。最优选使 用季铵基。

聚(二烯丙基-N,N-二烷基卤化铵)(c3)的烷基更优选选自甲基、乙基、 丙基和异丙基及其混合物。最优选使用甲基。卤化物更优选选自氟化物、 氯化物和溴化物。最优选使用氯化物。最优选使用聚(二烯丙基-N,N-二烷 基卤化铵)(聚DADMAC)。

本发明组合物中阳离子改性的絮凝剂(c3)的浓度可在宽范围内变化并 因此可最有利地适应本发明给定组合物和方法的特定要求。絮凝剂(c3)的 用量优选为0.0001-1重量%，优选0.0002-1重量%，最优选0.0003-1重量 %，其中重量百分含数基于本发明组合物的全部重量。

阳离子改性的絮凝剂(c3)为常规已知的材料，其例如可以商标 Sedipur^TMC由BASF SE购得。

根据本发明用途之一，最令人惊讶的是，阳离子改性的絮凝剂(c3)可 用于稳定磨料颗粒(A)的含水分散体。

本发明组合物可含有至少一种与成分(A)、(B)和(C)明显不同的功能组 分(D)。

功能组分(D)优选选自常用于基于二氧化铈的CMP浆料的化合物。

这类化合物(D)的实例例如在以下公开：Y.N.Prasad等人在 Electrochemical and Solid-State Letters，9(12)G337-G339(2006)中， Hyun-Goo Kang等人在Journal of Material Research，第22卷，No.3， 2007，第777-787页中，S.Kim等人在Journal of Colloid and Interface  Science，319(2008)，第48-52页中，S.V.Babu等人在Electrochemical and  Solid-State Letters，7(12)G327-G330(2004)中，Jae-Dong Lee等人在 Journal of the Electrochemical Society，149(8)G477-G481，2002中，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、US 6,626,968B2、US6,436,835、B1US6,491,843B1、US6,544,892B2、US 6,627,107B2、US6,616,514B1和US7,071,105B2，美国专利申请US 2002/0034875A1、US2006/0144824A1、US2006/0207188A1、US 2006/0216935A1、US2007/0077865A1、US2007/0175104A1、US 2007/0191244A1和US2007/0218811A1，以及日本专利申请JP 2005-336400A。

此外，功能组分(D)选自与颗粒(D)不同的有机、无机和混合的有机-无 机磨料颗粒，具有至少两个羟基的多元醇，具有下限临界溶解温度LCST 或上限临界溶解温度UCST的材料，氧化剂，钝化剂，电荷反转剂(charge  reversal agent)，配合或螯合剂，摩擦剂(摩擦剂)，稳定剂，流变剂，表面 活性剂，金属阳离子和有机溶剂。

合适的有机磨料颗粒(D)及其有效量例如由美国专利申请US 2008/0254628A1，第4页，第[0054]段或国际申请WO2005/014753A1已 知，其中公开了包含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WO 2005/014753A1，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。

合适的混合的有机-无机磨料颗粒(D)及其有效量例如由美国专利申请 US2008/0254628A1，第4页，第[0054]段或US2009/0013609A1，第3页， 第[0047]段至第6页，第[0087]段已知。

合适的多元醇(D)为二醇，如乙二醇和丙二醇，三醇如甘油，季戊四醇， 醛醇，环醇以及甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、醛醇和环醇的二聚体和 低聚物。

合适的氧化剂(D)及其有效量例如由欧洲专利申请EP1036836A1， 第8页，第[0074]和[0075]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，更优选无机过氧化物。

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，跨第 4和5页的第[0058]段已知。

合适的配合或螯合剂(D)(也经常称作摩擦剂)(参见美国专利申请US 2008/0254628A1，第5页，第[0061]段)或浸蚀剂或蚀刻剂(参见美国专利申 请US2008/0254628A1，第4页，第[0054]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。最特别优选使用含至少一个， 优选两个，更优选三个伯氨基的氨基酸，尤其是甘氨酸，此外还有双氰胺 和三嗪，如三聚氰胺和水溶性的胍胺，特别是三聚氰胺、甲酰缩胍胺 (formoguanamine)、乙酰胍胺和2,4-二氨基-6-乙基-1,3,5-三嗪。

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(D)及其有效量例如由美国专利申请US2008/0254628 A1，第5页，第[0065]段至第6页，第[0069]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WO 2005/014753A1，第8页，第23行，至第10页，第17行或美国专利US 7,300,601B2，第5栏，第4行至第6栏，第8行已知。

合适的多价金属离子(D)及其有效量例如由欧洲专利申请EP1036836 A1，第8页，第[0076]段至第9页，第[0078]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[0059] 段已知。

显示下限临界溶解温度LCST或上限临界溶解温度UCST的合适材料 (D)例如描述在H.Mori、H.Iwaya、A.Nagai和T.Endo的文章，Controlled  synthesis of thermoresponsive polymers derived from L-proline via RAFT  polymerization，在Chemical Communication，2005，4872-4874中；或在 D.Schmaljohann的文章，Thermo-and pH-responsive polymers and drug  delivery，Advanced Drug Delivery Reviews，第58(2006)卷，1655-1670中 或在美国专利申请US2002/0198328A1、US2004/0209095A1、US 2004/0217009A1、US2006/0141254A1、US2007/0029198A1、US 2007/0289875A1、US2008/0249210A1、US2008/0050435A1or US 2009/0013609A1，美国专利US5,057,560、US5,788,82和US6,682,642 B2，国际专利申请WO01/60926A1、WO2004/029160A1、WO 2004/0521946A1、WO2006/093242A2或WO2007/012763A1中，在欧洲 专利申请EP0583814A1、EP1197587B1和EP1942179A1，或德国 专利申请DE2610705中。

原则上，可使用常用于CMP领域中的任何已知的电荷反转剂(D)。电 荷反转剂(D)优选选自含有至少一个选自以下的阴离子基团的单体、低聚和 聚合的化合物：羧酸根、磺酸根、硫酸根和膦酸根基团。

存在的话，功能组分(D)的含量可改变。(D)的总含量基于相应CMP 组合物的总重量优选不超过10重量%(“重量%”指“百分重量”)，更优 选不超过2重量%，最优选不超过0.5重量%，特别是不超过0.1重量%， 如不超过0.01重量%。(D)的总含量基于相应组合物的总重量优选为至少 0.0001重量%，更优选至少0.001重量%，最优选至少0.008重量%，特别 是至少0.05重量%，如至少0.3重量%。

本发明组合物可任选含有至少一种与成分(A)、(B)和(C)明显不同的pH 调节剂或缓冲剂(E)。

合适的pH调节剂或缓冲剂(E)及其有效量例如由以下已知：欧洲专利 申请EP1036836A1，第8页，第[0080]、[0085]和[0086]段，国际专利申 请WO2005/014753A1，第12页，第19-24行，美国专利申请US 2008/0254628A1，第6页，第[0073]段或美国专利US7,300,601B2，第5 栏，第33-63行。pH调节剂或缓冲剂(E)的实例为氢氧化钾、氢氧化铵、 四甲基氢氧化铵(TMAH)、硝酸和硫酸。

存在的话，pH调节剂或缓冲剂(E)的含量可改变。(E)的总量基于相应 CMP组合物的总重量优选不超过20重量%，更优选不超过7重量%，最 优选不超过2重量%，特别是不超过0.5重量%，如不超过0.1重量%。(E) 的总量基于相应组合物的总重量优选为至少0.001重量%，更优选至少0.01 重量%，最优选至少0.05重量%，特别是至少0.1重量%，如至少0.5重 量%。

优选使用上述pH调节剂(E)将本发明组合物的pH优选设置在2.5-4。

本发明组合物的制备未显示任何特殊性，但可通过将上述成分(A)、(B) 和(C)以及任选(D)和/或(E)溶解或分散在含水介质，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装置，如搅拌容器、在线 溶解器、高剪切叶轮、超声混合器、均化器喷嘴或逆流混合器。可优选将 如此获得的本发明组合物过滤通过具有合适筛孔的过滤器，以除去粗粒颗 粒，如固体的细碎分散的磨料颗粒(A)的聚集体或聚集物。

本发明组合物极其适于本发明方法。

在本发明方法中，将用于电子、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材料与本发明组合物至少接触一次并抛光，尤 其是化学和机械抛光，直至获得所需平坦度。

本发明方法显示了其在半导体硅晶片的CMP中特定的优点，其中所 述硅晶片具有包含低k或超低k氧化硅材料的隔离层和作为停蚀层或阻挡 层的氮化硅层。

合适的低k或超低k材料以及制备绝缘介电层的合适方法例如描述在 美国专利申请US2005/0176259A1，第2页，第[0025]-[0027]段，US 2005/0014667A1，第1页，第[0003]段，US2005/0266683A1，第1页， 第[0003]段和第2页，第[0024]段或US2008/0280452A1，第[0024]-[0026] 段中或美国专利US7,250,391B2，第1栏，第49-54行或欧洲专利申请EP 1306415A2，第4页，第[0031]段。

本发明方法特别适合需要在图案化的晶片基底上相对于氮化硅选择性 除去二氧化硅的浅沟槽隔离(STI)。在该方法中，使蚀刻的沟槽过充满介电 材料，如二氧化硅，用氮化硅隔离膜作为停蚀层将其抛光。在该优选实施 方案中，本发明方法以从隔离膜除去二氧化硅为结束，同时使暴露的氮化 硅和沟槽氧化硅的去除最小化。

因此，本发明方法显示了大于50，优选大于75，最优选大于100的氧 化物-氮化物选择性。

本发明方法未显示特殊性，而是可用常用于具有IC的半导体晶片的 制造中CMP的方法和设备进行。

如本领域已知的，用于CMP的典型设备包含覆盖有抛光垫的旋转压 板。将晶片安装在其上侧向下面对抛光垫的夹持器或卡盘上。夹持器使晶 片固定在水平位置。该抛光和夹持装置的特定排列也作为硬压板设计已知。 夹持器可保留位于夹持器保留表面和未被抛光的晶片表面之间的夹持器 垫。该垫可用作晶片缓冲垫。

在夹持器下，较大直径的压板通常也是水平定位并展现与待抛光晶片 平行的表面。其抛光垫在平坦化方法期间接触晶片表面。在本发明CMP 方法期间，将本发明组合物以连续流或以逐滴形式施用至抛光垫上。

夹持器和压板均围绕其各自的从夹持器和压板垂直延伸的轴旋转。旋 转的夹持器轴可在相对于旋转压板的位置上保持固定或可相对于压板水平 震荡。夹持器的旋转方向通常与压板相同，但这不是必须的。夹持器和压 板的旋转速度通常被设置为不同值，但这不是必须的。

通常而言，将压板温度设置在10-70℃的温度下。

其它细节可结合附图1参考国际专利申请WO2004/063301A1，尤其 是第16页，第[0036]段至第18页，第[0040]段。

经由本发明方法，可获得具有IC的半导体晶片，其包含图案化的低k 和超低k材料层，尤其是二氧化硅层且具有优异的平坦度。因此，可获得 也具有优异的平坦度以及在最终完成的IC中具有优异的电功能的铜波纹 图案。

实施例和对比实验：

对比实验C1-C5：

使用对比含水抛光组合物C1-C5对氧化硅涂覆和氮化硅涂覆空白晶片的 CMP以及氧化物-氮化物选择性

将对比含水抛光组合物C1-C5的组成汇集在表1中。

表1：对比含水抛光组合物C1-C5的组成

a)平均初级粒度，其由动态光散射法测量：60nm

对于CMP，使用以下方法参数：

-抛光装置：AMAT Mirra(旋转型)：

-压板速率：90rpm；

-夹持器速率：70rpm；

-IC1000/Suba400K-沟槽抛光垫，由Rohm&Haas制造；

-使用S603M钻石修整器原位修整；

-浆料流速：200ml/分钟；

-基底：来自SKW的2000nm热二氧化硅涂覆的空白晶片以及来自 Montco Silicon的500nm氮化硅涂覆的空白晶片；实例20-22：TEOS二氧 化硅涂覆的空白晶片；

-向下的力：3.5psi(240毫巴)；

-抛光时间：1分钟。

用反射计测量材料去除速率MRR。所得结果汇集在表2中。

表2：二氧化硅涂覆的空白晶片和氮化硅涂覆的空白晶片的CMP以及 氧化物-氮化物选择性

a)埃/分钟

汇集在表2中的结果表明高的氧化物-氮化物选择性可在羟基羧酸和含 羟基的内酯单独存在下获得。然而，在STI方法中沟槽氧化物的凹坑和过 抛光以及分散稳定性(储存期)方面，仅含这些添加剂的对比含水抛光组合 物需要很大改进。

实施例1-4以及对比实验C6和C7：

氧化硅和氮化硅空白晶片和有图形晶片的CMP

将实施例1-4的含水抛光组合物和对比含水抛光组合物C6和C7的组 成汇集在表3中。

表3：含水抛光组合物1-4和对比含水抛光组合物C6和C7的组成

a)激光散射法测量的平均粒度：60nm；

b)平均分子量为10,000道尔顿的聚乙二醇PEG_10K；

c)平均分子量为17,000道尔顿的聚乙烯基吡咯烷酮PVP_17K

对于CMP，使用以下参数：

-在实施例1和2以及对比实验C6中的抛光装置：AMAT Mirra(旋 转型)；

-在实施例3和4以及对比实验C7中的抛光装置：Strasbaugh6EG  nHance；

-压板速率：90rpm；

-夹持器速率：70rpm；

-IC1000/Suba400K-沟槽抛光垫，由Rohm&Haas制造；

-使用来自Rohm&Haas或3M的A160钻石修整器原位修整；

-浆料流速：200ml/分钟；

-基底：来自SKW的2000nm热二氧化硅涂覆的空白晶片以及来自 Montco Silicon的500nm氮化硅涂覆的空白晶片；

-向下的力：3psi(205毫巴)。

在CMP之前和之后通过Therma Wave Optiprobe2600测量材料去除 速率(MRR)。

使用可市购的CMP浆料(Cabot SS25，1:1稀释)将来自SKW的氧化 硅-氮化硅-场氧化物图案化晶片STI3-2的初始形状或梯段高度抛光，以 “破坏”形状。所施加的向下的力为5psi(341.66毫巴)。该P1方法的目 的为实现接近平坦度，在氮化硅停蚀层上残留少量氧化物厚度。图案化晶 片的测量在两个位置进行，即(i)在活性氧化物位置，以测量残留氧化物和 (ii)在场氧化物位置，以测量沟槽氧化物。

在上述条件下将空白晶片抛光。将所得材料去除速率MRR用于计算 除去P1方法之后残留在氮化硅停蚀层上的活性氧化物的时间。该时间被 称作“终点(EP)”，以及在终点之后的任何额外抛光时间被称作“过抛光 (OP)”。

将所得结果汇集在表4中。

表4：实施例1-4和对比实验C6和C7的含水抛光组合物的过抛光行为

a)埃/分钟；b)埃

表4表明，与对比实验C6和C7相比，防凹剂PEG_10K和PVP_17K的 加入未导致在无图形方式或活性氧化物MRR中的显著差别，但明显减少 了沟槽氧化物消耗和凹坑。

实施例5：

具有阳离子改性絮凝剂的二氧化铈基含水抛光组合物的稳定

将阳离子改性的絮凝剂(Sedipur^TMCL520，来自BASF SE)以各种量 加入pH为3且含有0.5重量%二氧化铈和0.025重量%葡糖醛酸的含水抛 光组合物中。用Horiba Instrument粒度分析仪测量平均粒度。将所得结 果汇集在表5中。

表5：具有Sedipur^TMCL520的二氧化铈基含水抛光组合物的稳定化

Sedipur^TMCL520的浓度/ppm 初始粒度/nm 在96小时之后的粒度/nm 0 106 1673 5 106 563 10 106 102 20 106 100 30 102 100 50 100 102 100 102 100 150 99 99 300 98 98

表5表明甚至加入如10ppm这么低的量，也已经足以控制二氧化铈颗 粒的聚集，从而增强了含水抛光组合物的稳定性及其储存期。

实施例6和对比实验C8：

用具有(实施例6)或不具有(对比实验C8)阳离子改性的絮凝剂的含水 抛光组合物CMP以及氧化物-氮化物选择性

将pH为3且含0.5重量%二氧化铈和0.025重量%葡糖醛酸的含水抛 光组合物用于对比实验C8。

将pH为3且含0.5重量%二氧化铈、0.025重量%葡糖醛酸和70ppm  Sedipur^TMCL520的含水抛光组合物用于实施例6。

如前文在对比实验C1-C5中所述，将二氧化硅涂覆的空白晶片和氮化 硅涂覆的空白晶片抛光。

将所得结果汇集在表6中。

表6：二氧化硅涂覆的空白晶片和氮化硅涂覆的空白晶片的CMP以及 氧化物-氮化物选择性

a)埃/分钟

表6表明Sedipur^TMCL520的加入不影响抛光结果。然而，实施例6 的含水抛光组合物显示了比对比实验C8的含水抛光组合物长得多的储存 期。