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TWI598434B - 含有Ｎ－取代重氮烯（ｄｉａｚｅｎｉｕｍ）二氧化鹽及／或Ｎ’－羥基－重氮烯（ｄｉａｚｅｎｉｕｍ）氧化鹽之水研磨組成物 - Google Patents

含有Ｎ－取代重氮烯（ｄｉａｚｅｎｉｕｍ）二氧化鹽及／或Ｎ’－羥基－重氮烯（ｄｉａｚｅｎｉｕｍ）氧化鹽之水研磨組成物 Download PDF

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TWI598434B
TWI598434B TW100132007A TW100132007A TWI598434B TW I598434 B TWI598434 B TW I598434B TW 100132007 A TW100132007 A TW 100132007A TW 100132007 A TW100132007 A TW 100132007A TW I598434 B TWI598434 B TW I598434B
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黛安那 法蘭茲
李玉琢
依布拉西姆 雪克 安薩 烏斯曼
哈維 韋恩 平德
徐安 桑達 帆卡塔拉曼
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巴斯夫歐洲公司
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Description

含有N-取代重氮烯(diazenium)二氧化鹽及/或N'-羥基-重氮烯(diazenium)氧化鹽之水研磨組成物
本發明係針對新穎水性研磨組成物，特言之，化學機械研磨(CMP)組成物，其含有N-取代重氮烯(diazenuim)二氧化物及/或N’-羥基-重氮烯(diazenuim)氧化鹽。
此外，本發明係針對用於製造電子及光學裝置之N-取代重氮烯二氧化物及/或N’-羥基-重氮烯氧化鹽之新穎用途。
此外，本發明係針對研磨用於製造電子、機械及光學裝置之基板材料之新穎方法。
引用文獻
本發明所引用之文件以整體引用方式併入。
化學機械平坦化或研磨(CMP)為實現積體電路(IC)裝置局部及全面平坦度之主要方法。該技術典型地應用含有磨料及其他添加劑之CMP組成物或漿料作為旋轉之基板材料表面與所施加負載下之研磨墊之間的活性化學劑。因此，CMP方法聯合諸如磨耗之物理方法及諸如氧化或螯合之化學方法。僅包含物理作用或僅包含化學作用對移除或研磨基板材料而言並不理想，而為實現快速均勻的移除，兩者之協同組合較為理想。
以此種方式移除基板材料直至獲得所需平坦度，或直至障壁子層(barrier sublayer)或停止層(stopping layer)暴露。最終，獲得平坦的無缺陷表面，其使得能夠由後續光刻、圖案化、蝕刻及薄膜加工進行適合之多層IC裝置製造。
淺溝槽隔離(Shallow trench isolation，STI)為特定CMP應用，其一般需要在圖案化晶圓基板材料上對氮化矽選擇性移除二氧化矽。在此情況下，用例如二氧化矽之電介質材料過量裝填經蝕刻之溝槽，研磨該電介質材料並以氮化矽障壁膜作為停止層。在自障壁膜清除二氧化矽同時使暴露之氮化矽及溝槽氧化矽之移除減至最少的情況下結束CMP方法。
此舉需要CMP漿料能夠達到二氧化矽材料移除比氮化矽移除之高相對比，該比率在該項技藝中亦稱為氧化物對氮化物之選擇性(oxide-to-nitride selectivity)。
在STI應用中，基於氧化鈰之CMP漿料已因其能夠獲得較高的氧化物對氮化物之選擇性而頗受關注，而該高氧化物對氮化物之選擇性係歸因於氧化鈰對二氧化矽之高化學親和力，此在該項技藝中亦稱為氧化鈰之化學牙齒作用(tooth action)。
儘管如此，必須藉由「修改」該選擇性之添加劑以改良基於氧化鈰之CMP系列的氧化物對氮化物之選擇性。
P.W.Carter等人在Electrochemical and Solid-State Letters,8(8) G218-G221(2005)之氧化鈰與二氧化矽與氮化矽表面之介面反應性，有機添加反應(Interfacial Reactivity between Ceria and Silicon Dioxide and Silicon Nitride Surfaces,Organic Additive Effects)中揭示麩胺酸、吡啶羧酸、4-烴苯甲酸、咪唑、乙酸、甲酸、3-烴基吡啶羧酸、鄰胺苯甲酸、吡咯羧酸、環己烷羧酸、哌、吡啶、2-苯乙酸、苯甲酸、3-胺苯酚、琥珀酸、甜菜鹼、甘胺酸、脯胺酸、苯磺酸、啉、柳酸、對苯二甲酸、蘋果酸、異丙醇、檸檬酸及草酸對於氧化物對氮化物之選擇性之影響。
Y. N. Prasad等人在Electrochemical and Solid-State Letters,9(12) G337-G339(2006)中之在STI CMP過程中二氧化矽及氮化矽表面之胺-酸吸收的角色(Role of Amino-Acid Absorption on Silica and Silicon Nitride Surfaces during STI CMP)中揭示脯胺酸及精胺酸之影響。
Hyun-Goo Kang等人在Journal of Material Research,卷22,No. 3,2007,第777至787頁揭示在淺溝槽隔離化學機械平坦化中，氧化鈰漿料中之聚丙烯酸之磨料粒度及分子量對SiO2/Si3N4膜移除選擇性之影響。
S. Kim等人在Journal of Colloid and Interface Science,319(2008)第48至52頁中揭示用於化學機械研磨(CMP)之陰離子高分子電解質(polyelectrolyte)之吸收作用。
S. V. Babu等人在Electrochemical and Solid-State Letters,7(12) G327-G330(2004)之在CMP過程中漿料添加劑對於抑制氮化矽移除之影響(Slurry Additive Effects on the Suppression of Silicon Nitride Removal during CMP)中探討精胺酸、離胺酸、脯胺酸、N-甲基甘胺酸、丙胺酸、甘胺酸、吡啶羧酸、N,N-二甲基甘胺酸、3-丁胺酸及異菸鹼酸之影響。
Jae-Dong Lee等人在Journal of the Electrochemical Society,149(8),G477-G481,2002中之化學機械研磨期間，非離子界面活性劑對氧化物對多晶矽之選擇性的影響(Effects of Nonionic Surfactants on Oxide-To-Polysilicon Selectivity during Chemical Mechanical Polishing)揭示：諸如聚氧化乙烯(PEO)及氧化乙烯-氧化丙烯-氧化乙烯三嵌段共聚物之界面活性劑對選擇性的影響。然而，氧化物對氮化物之選擇性並未解決。
美國專利US 5,738,800、US 6,042,741、US 6,132,637及US 6,218,305B揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其含有諸如蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、檸檬酸、對二烴苯甲酸及聚烴苯甲酸、鄰苯二甲酸、兒茶酚、焦五倍子酚、五倍子酸、單寧酸及其鹽類之錯合劑。此外，基於氧化鈰之CMP漿料含有陰離子、陽離子、兩性或非離子性界面活性劑。其主張該基於氧化鈰之CMP漿料具有高氧化物對氮化物之選擇性。
美國專利US 5,759,917、US 6,689,692 B1及US 6,984,588 B2揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其包含羧酸(諸如乙酸、己二酸、丁酸、癸酸、己酸、辛酸、檸檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、反丁烯二酸、乳酸、月桂酸、蘋果酸、順丁烯二酸、丙二酸、肉豆蔻酸、草酸、棕櫚酸、鄰苯二甲酸、丙酸、丙酮酸、硬脂酸、琥珀酸、酒石酸、戊酸、2-(2-甲氧乙氧)乙酸、2-[2-(2-甲氧乙氧)乙氧]乙酸、聚(乙二醇)二(羧甲基)醚及其衍生物及鹽類)。此外，該基於氧化鈰之CMP漿料包含水溶性有機及無機鹽類，諸如硝酸鹽、磷酸鹽及硫酸鹽。其主張該基於氧化鈰之CMP漿料優於氮化矽層地研磨氧化矽過填物。
美國專利US 6,299,659B1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其中以矽烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽、鋁及磷酸鹽耦合劑處理磨料顆粒以改善氧化物對氮化物之選擇性。
美國專利申請案US 2002/0034875 A1及美國專利US 6,626,968 B2揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其含有界面活性劑；pH調節劑，諸如氫氧化鉀、硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸；及含有親水性官能基及疏水性官能基之聚合物，諸如聚乙烯甲醚(PVME)、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯23月桂醚(POLE)、聚丙酸(PPA)、聚丙烯酸(PM)及聚乙二醇二甲醚(PEGBE)。然而，該基於氧化鈰之CMP漿料增加氧化物對多晶矽之選擇性。
美國專利US6,436,835B1揭示一種用於淺溝槽隔離製程之基於氧化鈰之CMP漿料，其包含具有羧酸或羧酸鹽或磺酸或磺氨基團之水溶性有機化合物，諸如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、萘磺酸-福馬林縮合物、蘋果酸、乳酸、酒石酸、葡萄糖酸、檸檬酸、琥珀酸、己二酸、反丁烯二酸、天門冬胺酸，麩胺酸、甘胺酸4-丁胺酸、6-胺己酸、12-胺月桂酸、精胺酸、甘胺醯基甘胺酸、月桂苯磺酸及其鹽類。其主張該基於氧化鈰之CMP漿料具有高氧化物對氮化物之選擇性。
美國專利US 6,491,843 B1、US 6,544,892 B2以及US 6,627,107 B2揭示一種改善氧化物對氮化物之選擇性之基於氧化鈰之CMP漿料，其含有諸如離胺酸、丙胺酸及脯胺酸之α-胺酸。
美國專利US 6,616,514 B1揭示一種改善氧化物對氮化物之選擇性之基於氧化鈰之CMP漿料，其含有具有至少3個在水性介質中不易解離的羥基之有機多元醇；或由至少一種具有至少3個在水性介質中不易解離的羥基之單體所形成之聚合物，諸如甘露醇、山梨糖醇、甘露糖、木糖醇、山梨糖、蔗糖及糊精。
日本專利申請案JP 2005-336400A揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其包含水溶性縮合磷酸鹽，諸如焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽及六偏磷酸鹽；及水溶性碳酸鹽或氫碳酸鹽。此外，該基於氧化鈰之CMP漿料可含有水溶性有機溶劑，諸如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇及1,2,3-丙三醇；酮類，諸如甲酮及甲基乙基酮；四氫呋喃、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸及二烷。
美國專利US 7,701,105B2及美國申請案US 2006/0144824A1揭示一種含有研磨添加物之基於氧化鈰之CMP漿料，該研磨添加物包含具有pKa為4至9之官能基。該研磨添加物係選自由下列組合之群組：芳基胺、胺醇、脂肪族胺、異環胺、羥胺酸、胺羧酸、環單羧酸、不飽和單羧酸、經取代之苯酚、磺基醯胺、硫醇及其鹽類，尤其是氯化物、溴化物、硫酸鹽、磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、乙酸鹽三氟乙酸鹽、苦味酸鹽、全氟丁酸鹽以及鈉、鉀、氨鹽類。
特別提及之，該芳基胺為苯胺、4-氯苯胺、3-甲氧苯胺、N-甲基苯胺、4-甲氧苯胺、對甲苯胺、鄰胺苯甲酸、3-胺-4-羥基苯磺酸、胺苯甲基醇、胺苯甲基胺、1-(-胺苯)吡咯、1-(3-胺苯)乙醇、2-胺苯醚、2,5-雙-(4-胺苯)-1,3,4-二唑、2-(2-胺苯)-1氫-1,3,4-三唑、2-胺苯、3-胺苯、4-胺苯、二甲基胺苯酚、2-胺硫醇苯、3-胺硫醇苯、4-胺苯甲基硫、2-胺苯磺醯胺、鄰胺苯磺酸、3-胺苯硼酸、5-胺異鄰苯二甲酸、乙醯磺胺、磺胺酸、鄰胺苯胂酸或對胺苯胂酸及(3R)-3-(4-三氟甲基苯胺)戊酸。
特別提及之，該胺醇為三乙醇胺、苯甲基二乙醇胺、三(羥甲基)胺甲烷、羥胺及四環素。
特別提及之，該異環胺為咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-羥甲基咪唑、1-甲基-2-羥甲基咪唑、苯甲基咪唑、喹啉、異喹啉、羥基喹啉、三聚氰胺、吡啶、二吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-胺吡啶、3-胺吡啶、2,3-吡啶二羧酸、2,5-吡啶二羧酸、2,6-吡啶二羧酸、5-丁基-2-吡啶羧酸、2-吡啶羧酸、3-羥基-2-吡啶羧酸、4-羥基-2-吡啶羧酸、3-苯甲基-2-吡啶羧酸、6-甲基-2-吡啶羧酸、3-甲基-2-吡啶羧酸、6-溴基-2-吡啶羧酸、6-氯基-2-吡啶羧酸、3,6-二氯基-2-吡啶羧酸、4-肼基-3,5,6-三氯基-2-吡啶羧酸、2-喹啉羧酸、4-甲氧基-2-喹啉羧酸、8-羥基-2-喹啉羧酸、4,8-羥基-2-喹啉羧酸、7-氯基-4-羥基-2-喹啉羧酸、5,7-二氯基-4-羥基-2-喹啉羧酸、5-硝基-2-喹啉羧酸、1-異喹啉羧酸、3-異喹啉羧酸、吖啶、苯甲基喹啉、苯甲基吖啶、可尼丁、毒藜鹼、降菸鹼、三唑吡啶、吡哆醇、腦激胺、組織胺、苯二氮平、吖環丙烷、啉、1,8-二吖雙環(5,4,0)十一烯-7 DABCO、六亞甲四胺、哌、N-苯甲基哌、1-磺醯基哌、N-羧乙基哌、1.2.3-三唑、1,2,4-三唑、2-胺硫唑、吡咯、吡咯-2-羧酸、3-二氫吡咯-2-羧酸、乙基二氫吡咯、環己基二氫吡咯、二氫吡咯(tolylpyrroline)、四唑、5-環丙基四唑、5-羥基四唑、5-苯氧基四唑、5-苯四唑、氟尿嘧啶、甲基硫尿嘧啶、5,5-二苯尿囊素、5,5-二甲基-2,4-唑啶二酮、酞醯亞胺、琥珀醯亞胺、3,3-甲基苯戊二醯亞胺、3,3-二甲基琥珀醯亞胺、咪唑[2,3-b]硫唑、羥基咪唑[2,3-a]異吲哚(hydroxyemidazo[2,3-a]isoindole)、5,5-甲基苯巴比妥酸、1,5,5-三甲基巴比妥酸、六巴比妥鹽、5,5-二甲基巴比妥酸、1,5-二甲基-5-苯巴比妥酸及其鹽類。
特別提及之，該羥胺酸為甲羥胺酸、乙羥胺酸、苯甲基羥胺酸、柳羥胺酸、2-胺苯甲基羥胺酸、2-氯苯甲基羥胺酸、2-氟苯甲基羥胺酸、2-硝苯甲基羥胺酸、3-硝苯甲基羥胺酸、4-胺苯甲基羥胺酸、4-氯苯甲基羥胺酸、4-氟苯甲基羥胺酸、4-硝苯甲基羥胺酸及其鹽類。
特別提及之，該胺羧酸為麩胺酸、β-羥基麩胺酸、天門冬胺酸、天門冬醯胺酸、氮絲胺酸、半胱胺酸、組胺酸、3-甲基組胺酸、胞嘧啶、7-胺頭孢烷酸及肌肽。
特別提及之，該環單羧酸為萘-2-羧酸、環己烷羧酸、環己乙酸、2-苯乳酸、4-烴苯甲酸、3-烴苯甲酸、2-吡啶羧酸、順-環己烷羧酸及反-環己烷羧酸、苯甲酸及其鹽類。
特別提及之，該不飽和單羧酸為桂皮酸、丙烯酸、3-氯丙基-2-烯羧酸、巴豆酸、4-丁-2-烯羧酸、順-2-戊酸或反-2-戊酸、2-甲基-2-戊酸、2-己烯酸及3-乙基-2-己烯酸及其鹽類。
特別提及之，該苯酚為硝苯酚、2,6-二鹵基-4-硝苯酚、2,6-二-C1-12-烷基-4-硝苯酚、2,4-二硝苯酚、3,4-二硝苯酚、2-C1-12-烷基-4,6-二硝苯酚、2-鹵基-4,6-二硝苯酚、二硝基-鄰-甲酚、苦味酸及其鹽類。
特別提及之，該磺基醯胺為N-氯磺醯胺、二氯苯醯胺磺胺米隆、尼美舒利(nimesulide)、磺胺甲唑、黃安普羅林(sulfaperin)、乙醯磺胺、磺胺二嘧啶、磺胺二甲、磺胺二甲嘧啶、磺胺吡啶、磺胺喹啉及其鹽類。
特別提及之，該硫醇為二硫化二氫、半胱胺、半胱胺醯基半胱胺酸、甲基半胱胺酸、硫酚、對-氯硫酚、鄰-胺苯硫酚、鄰-硫醇苯乙酸對-硝基苯硫醇、2-硫醇乙基磺酸鹽、N-二甲基半胱胺、二丙基半胱胺、二乙基半胱胺、硫醇乙基啉、甲基硫乙醇酸鹽、硫醇乙基胺、N-三甲基半胱胺酸、麩胱甘肽、硫醇乙基哌啶、二乙基胺丙烷硫醇及其鹽類。
咸信該等研磨添加劑提高氧化物對氮化物之選擇性。
美國專利申請案US 2006/0207188 A1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其含有諸如聚丙烯酸或聚(甲基丙烯酸烷基酯)之聚合物與諸如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙基-甲基丙烯醯胺、乙烯基吡啶或乙烯吡咯啶酮之單體的反應產物。咸信該等反應產物亦增加氧化物對氮化物之選擇性。
美國專利申請案US 2006/0216935 A1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其包含蛋白質、離胺酸及/或精胺酸，及吡咯啶酮化合物，諸如聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、N-辛基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-羥乙基-2-吡咯啶酮、N-環己基-2-吡咯啶酮、N-丁基-2-吡咯啶酮、N-己基-2-吡咯啶酮、N-癸基-2-吡咯啶酮、N-十八烷基-2-吡咯啶酮及N-十六烷基-2-吡咯啶酮。基於氧化鈰之CMP漿料可另外含有分散劑，如聚丙烯酸、乙二醇及聚乙二醇。特定實例使用脯胺酸、聚乙烯吡咯啶酮或N-辛基-2-吡咯啶酮、PPO/PEO嵌段共聚物及戊二醛。咸信該基於氧化鈰之CMP漿料未侵略性地移除溝槽二氧化矽，因而允許超出端點之延伸性研磨而未實質上增加最小的梯級高度。
美國專利申請案US 2007/0077865 A1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其含有較佳來自由BASF銷售之PluronicTM家族的聚氧化乙烯/聚氧化丙烯共聚物。基於氧化鈰之CMP漿料可另外含有胺基醇，諸如2-二甲基胺基-2-甲基-1-丙醇(DMAMP)、2-胺基-2-乙基-1-丙醇(AMP)、2-(2-胺基乙基胺基)乙醇、2-(異丙基胺基)乙醇、2-(甲基胺基)乙醇、2-(二乙基胺基)乙醇、2-(2-二甲基胺基)乙氧基)乙醇、1,1'-[[3-(二甲基胺基)丙基]亞胺基]-雙-2-丙醇、2-(2-丁基胺基)乙醇、2-(第三丁基胺基)乙醇、2-(二異丙基胺基)乙醇及N-(3-胺基丙基)嗎啉。該基於氧化鈰之CMP漿料可另外含有四級銨化合物，如四甲基銨氫氧化物；成膜劑，諸如烷基胺、烷醇胺、羥胺、磷酸酯、月桂基硫酸鈉、脂肪酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基膦酸酯、聚蘋果酸酯、聚苯乙烯磺酸酯、聚乙烯硫酸酯、苯并三唑、三唑及苯并咪唑；及錯合劑，諸如乙醯丙酮、乙酸鹽、羥乙酸鹽、乳酸鹽、葡糖酸鹽、五倍子酸、乙二酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、檸檬酸鹽、丁二酸鹽、酒石酸鹽、蘋果酸鹽、乙二胺四乙酸、乙二醇、焦兒茶酚、焦五倍子酸、鞣酸、鏻鹽及膦酸。咸信該基於氧化鈰之CMP漿料提供氧化矽相對於多晶矽之良好選擇性及/或氮化矽相對於多晶矽之良好選擇性。
美國專利申請案US 2007/0175104 A1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其包含多晶矽研磨抑制劑，選自具有經任何選自由下列組成之群組之成員取代的N-單取代或N,N-二取代骨架之水溶性聚合物：丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺及其α-取代衍生物；聚乙二醇；聚乙烯吡咯啶酮；烷氧基化之直鏈脂族醇及基於乙炔之二醇的氧化乙烯加合物。基於氧化鈰之CMP漿料可含有額外的水溶性聚合物，諸如多醣，如海藻酸、果膠酸、羧甲基纖維素、瓊脂、卡德蘭(curdlan)及普魯蘭(pullulan)；聚羧酸，諸如聚天冬胺酸、聚麩胺酸、聚離胺酸、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚醯亞胺酸、聚順丁烯二酸、聚衣康酸、聚反丁烯二酸、聚(對苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、胺基聚丙烯醯胺、聚乙醛酸及其鹽；及乙烯基聚合物，諸如聚乙烯醇及聚丙烯醛。據稱該基於氧化鈰之CMP漿料具有高氧化矽對多晶矽之選擇性。
美國專利申請案US 2007/0191244 A1揭示一種基於氧化鈰之CMP漿料，其含有具有30至500之重量平均分子量且含有羥基及羧基或兩者之化合物，諸如檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、葡糖酸鹽、酒石酸鹽、2-羥基異丁酸鹽、己二酸鹽、辛酸鹽、丁二酸鹽、含EDTA之化合物、戊二酸鹽、亞甲基丁二酸鹽、甘露糖、甘油-半乳-庚糖、赤-甘露-辛糖、阿拉伯-半乳-壬糖及麩胺醯胺。該基於氧化鈰之CMP漿料可另外含有線性聚合物酸或具有烷氧基聚伸烷二醇側鏈之接枝型聚合物酸。據稱該基於氧化鈰之CMP漿料達到改良之研磨晶圓之全面平坦度。
美國專利申請案US2007/0218811A1揭示一種基於氧化鈰CMP漿料，其具有4至7.5之pH值且包含分散劑、聚羧酸及100至1000 ppm之強酸，該強酸具有pKa值為3.2或小於3.2之第一可解離之酸基。由實例提及，丙烯酸及甲基丙烯酸之聚合物作為陰離子分散劑，聚氧乙烯衍生物作為非離子性分散劑，及聚乙烯四氫咯酮作為陽離子分散劑。明確提及之，強酸為硫酸、HCl、硝酸、磷酸、草酸、順丁烯二酸、苦味酸、亞硫酸、硫亞硫酸、醯胺基硫酸、氯酸、過氯酸、亞硝酸、氫碘酸、過碘酸、碘酸、氫溴酸、過溴酸、鉻酸、亞硝酸、二膦酸、三聚磷酸、膦酸，吡啶羧酸、膦酸、異菸鹼酸、菸鹼酸、三硝基乙酸、二硝基乙酸、硝基乙酸、氰乙酸、草乙酸、硝基乙酸、溴基乙酸、氟基乙酸、苯氧基乙酸、鄰-溴基苯甲酸、鄰-硝基苯甲酸、鄰-硝基苯甲酸、對-胺苯甲酸、鄰胺苯甲酸、鄰苯二甲酸、反丁烯二酸、丙二酸、酒石酸、檸檬酸、鄰-硝基苯胺、2,2'-聯吡啶、4,4'-聯吡啶、2,6-吡啶二羧酸、丙酮酸、聚苯乙烯磺酸、聚磺酸、麩胺酸、柳酸、天門冬胺酸、2-胺乙基膦酸、離胺酸、精胺酸、異白胺酸、肉胺酸、鳥胺酸、鳥苷、瓜胺酸、酪胺酸、纈胺酸、次黃嘌呤、甲硫胺酸、離胺酸、及白胺酸。該基於氧化鈰之CMP漿料促成有效率高速操作、較簡單製程管理及較小的膜厚度變動(因不同圖形密度所造成的)。
電子裝置，尤其半導體積體電路(ICs)之製造需要尤其涉及高選擇性CMP及其他之高精度方法。
雖然先前技藝之基於氧化鈰之CMP漿料可具有令人滿意的氧化物對氮化物之選擇性且可得到具有良好的全面及局部平坦度之研磨的晶圓(如晶圓內非均勻性(WIWNU)及晶圓間非均勻性(WTWNU)所例證)，但IC架構，尤其具有LSI(大規模積體)或VLSI(超大規模積體)之不斷減小之IC尺寸需要持續改良基於氧化鈰之CMP漿料，以便滿足積體電路裝置製造商日益增長之技術及經濟要求。
然而，此持續改良先前技藝之基於氧化鈰之CMP漿料的迫切需要不僅適用於積體電路裝置領域，而且亦需改良在製造下列裝置之領域中之研磨及平坦化功效，其他電子裝置：諸如液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠(micro plants)、光伏打電池及磁頭；高精度機械裝置及光學裝置(尤其光學玻璃)：諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO)、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。該等電子及光學裝置之製造需要高精度CMP方法步驟。
高精度機械裝置之製造同樣地亦需要高精度CMP方法步驟。
先前技藝基於氧化鈰之CMP漿料之主要缺點之一是其易受微生物及真菌攻擊。由於細菌及真菌增長對磨料氧化鈰顆粒粒度分佈產生有害作用，而導致該氧化鈰顆粒之不可逆之聚集及沈降現象，因此在儲存過程中，該等漿料變得不穩定。
曾嘗試藉由添加生物滅除劑以減輕此嚴重問題。然而，先前技藝生物滅除劑亦傾於使磨料粒度分佈以無法預測之方式地不穩定。
N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽、其製備方法、其作為木材防腐劑以及適合作為消毒劑之殺菌劑及殺真菌劑之用途及用於紡織品、塑膠、建築材料或塗料系統之用途可自德國專利申請案DE 38 35 370 A1、美國專利US 5,393,874、歐洲專利申請案EP 0 588 249 A1及國際專利申請案WO 90/01033瞭解。然該等文章未提及N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽可被用於研磨組成物中，特言之，於基於氧化鈰之CMP漿料中。
本發明之目標
因此，本發明之目標為提供一種用於新穎水性研磨組成物，特言之，新穎化學機械研磨(CMP)組成物，特別是新穎的基於氧化鈰之CMP漿料，其不再展現先前技藝CMP方法之缺陷及缺點。
詳言之，新穎水性研磨組成物，特言之，新穎化學機械研磨(CMP)組成物，特別是新穎基於氧化鈰之CMP漿料應展現顯著改良之氧化物對氮化物之選擇性且得到具有卓越的全面及局部平坦度之經研磨的晶圓(如晶圓內非均勻性(WIWNU)及晶圓間非均勻性(WTWNU)所例證)。因此，其應極適於製造具有尺寸小於50 nm之結構的IC架構，尤其具有LSI(大規模積體)或VLSI(超大規模積體)之IC。
此外，新穎水性研磨組成物，特言之，新穎化學機械研磨(CMP)組成物，特別是新穎基於氧化鈰之CMP漿料應不僅格外適用於積體電路裝置領域，而且應最有效且有利地適用於製造下列裝置：其他電子裝置，諸如液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠及磁頭；以及高精度機械裝置及光學裝置，尤其光學玻璃(諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO))、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。
更尤其是，新穎基於氧化鈰之CMP漿料應不再易受微生物及真菌攻擊，因此，在長期儲存期間應不再展現細菌及真菌增長及沒有不穩定之磨料氧化鈰顆粒之粒度分佈。因此，氧化鈰顆粒之不可逆聚集及沈降不應發生。
本發明之另一目標是提供N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽之新穎用途。
本發明之進一步目標是提供用於研磨機械、電子及光學裝置之基板材料之新穎方法。
因此，已發現新穎水性研磨組成物，該研磨組成物包含：
(A)至少一種水溶性或水分散性組成物，其係選自由N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽組成之群組：及
(B)至少一種類型之磨料顆粒。
在下文中，該新穎水性研磨組成物稱為「本發明之組成物」。
此外，已發現用於研磨機械、電子及光學裝置基板材料之新穎方法，該方法利用本發明之組成物。
在下文中，該用於研磨機械、電子及光學裝置之基板之新穎方法稱為「本發明之方法」。
最後但並非最不重要地，已發現用於製造機械、電子及光學裝置之N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽之新穎用途，在下文中，該用途稱為「本發明之用途」。
本發明之優勢
鑒於先前技藝，令熟習此項技藝者驚訝且出乎意料之外的是，本發明之目標可藉由本發明之組成物、本發明之方法及本發明之用途解決。
尤其令人驚訝的是，本發明之組成物展現顯著改良之氧化物對氮化物之選擇性且得到具有卓越的全面及局部平坦度之研磨的晶圓(如晶圓內非均勻性(WIWNU)及晶圓間非均勻性(WTWNU)所例證)。因此，其極適於製造具有尺寸小於50 nm之結構的IC架構，尤其具有LSI(大規模積體)或VLSI(超大規模積體)之IC。
此外，本發明之組成物不僅格外適用於積體電路裝置領域，而且最有效且有利地適用於製造下列裝置：其他電子裝置，諸如液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠及磁頭；以及高精度機械裝置及光學裝置，尤其光學玻璃(諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO))、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。
更尤其是，本發明之組成物不再易受微生物及真菌攻擊，因此，在長期儲存期間不再展現細菌及真菌增長及沒有不穩定之磨料氧化鈰顆粒之粒度分佈。因此，未發生氧化鈰顆粒之不可逆之聚集及沈降。
因此，本發明之組成物最尤其適用於本發明之方法。本發明之方法最有利地適用於研磨，特言之，化學機械研磨下列基板材料：用於電子裝置之基板材料，諸如液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠及磁頭；以及用於高精度機械裝置及光學裝置之基板材料，尤其光學玻璃(諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO))、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。
本發明之組成物為一種水性組成物。其意指該組成物含有水(尤其超純水)作為主溶劑，及分散劑。儘管如此，本發明之組成物可含有至少一種可與水混溶的有機溶劑，然而僅含有少量以使其不改變本發明之組成物的水性性質。
本發明之組成物較佳含有60至99.95重量%、更佳70至99.9重量%、甚至更佳80至99.9重量%且最佳90至99.9重量%之量的水，該等重量百分比以本發明之組成物的總重量計。
本發明之組成物包含為至少一種(較佳一種)水溶性或水分散性化合物作為第一必需成分或組分，其係選自由N-取代重氮烯二氧化物(A)及N’-羥基-重氮烯氧化鹽(A)組成之群組。
「水溶性」意指相關化合物(A)以分子層級分佈於水性介質中，而「水分散性」意指該等化合物可精細地分散於水性介質中且形成穩定的懸浮液或乳液，較佳為穩定懸浮液。化合物(A)較佳為水溶性。
N-取代重氮烯二氧化物(A)較佳為通式I，
R[-N+(-O-)=N-OH]n　(I)。
通式I中，變數R意指含有或由至少之一殘基所組成之部分，該殘基係選自於下列所組成之群組：未含有或含有至少一雜原子及/或至少一雙官能性或三官能性鍵結基團之單體、寡聚及聚合之、經取代及未經取代之、飽和及不飽和之脂族及環脂族；及未含有或含有至少一雜原子之單體、寡聚及聚合之、經取代及未經取代之芳香族。
通式I中，符號n為1至1000、較佳1至500、更佳1至100、更為較佳1至50及最佳1至10。
當殘基R為寡聚或聚合部分，數字n不一定須為整數但可為餘數分數。此係由於寡聚及聚合部分在統計上之本質。當殘基R為單體部分，數字n通常為整數。
因此，對於二氧化重氮烯基團而言，殘基R可為單官能性或多重官能性，其表示殘基R含有一個重氮烯二氧化物基團或多於一個重氮烯二氧化物基團。
在殘基R含有至少一雜原子及/或至少一雙官能性或三官能性鍵結基團之情況下，重氮烯二氧化物基團較佳地與殘基R之碳原子鍵結。
既定的殘基R可由上述部分中之一種(詳細記述如下)所組成，或此殘基R可含有上述部分中之兩種或多於兩種(詳細記述如下)所組成，其基團可為彼此不同，及可經由至少一共價鍵及/或經由前述鍵結部分中之一種或多於一種(詳細記述如下)相互鍵結。
在本發明之上下文中，「單體之」意指相關殘基R係衍生自含有或由單一特性結構單元或兩個特性結構單元所組成之單體化合物R’。單體化合物R’較佳具有範圍在40至1000道爾頓之分子量。
在本發明之上下文中，「寡聚之」意指相關殘基R係衍生自含有或由3至約12個特性重覆結構單元所組成之寡聚化合物R’。寡聚化合物R’較佳具有範圍在100至2500道爾頓之分子量Mw。
在本發明之上下文中，「聚合之」意指相關殘基R係衍生自含有或由至少12個特性重覆結構單元所組成之聚合化合物R’。聚合化合物R’較佳具有範圍在500至2,000,000道爾頓、更佳1000至1,000,000道爾頓及最佳5000至500,000道爾頓之分子量Mw。
「未經取代之」意指除了下述之雜原子以外，相關殘基R僅由碳原子及氫原子所組成。
「經取代之」意指相關殘基R含有至少一惰性取代基，即其在本發明之組成物中之化合物(A)之製備、處理、儲存及使用之條件下為無反應性。
合適之惰性取代基之實例為諸如氟、氯及溴之鹵素原子、羥基、羧酸基、磺酸基、膦酸基、氮基及腈基，較佳氟及氯原子及腈基。
「飽和之」意指相關殘基R不含有烯系或炔系不飽和基團。因此，「不飽和之」意指相關殘基R含有至少一烯系及/或炔系不飽和基團。
雜原子較佳係選自於由下列所組成之群組：硼、氧、硫、氮、磷及矽，最佳為氧及氮。
該雙官能性及三官能性基團鍵結基團較佳為以上述意義之惰性。
合適之雙官能性及三官能性鍵結基團之實例為碳酸酯、硫碳酸酯、碳酸鹽、硫碳酸鹽、磷酸酯、硫磷酸酯、膦酸酯、硫膦酸酯、磷酸鹽、硫膦酸酯、磺酸酯、醯胺、胺、硫醯胺、磷酸醯胺、硫磷酸　醯胺、膦酸　醯胺、硫膦酸　醯胺、磺酸　醯胺、醯亞胺、聯胺、胺甲酸乙酯、脲、硫脲、羰基、硫羰基、磺基及亞碸基團，最尤其是碳酸鹽、胺甲酸乙酯、羰基及碳酸酯基團，最尤其是較佳為碳酸酯基團。
飽和、單體之脂族部分R較佳係衍生自線性或分枝脂族碳氫化合物R'，更佳係衍生自具有1至20個、甚為更佳1至16個、最佳1至12個及最尤其較佳1至4個碳原子至該分子之線性或分枝脂族碳氫化合物R'，特言之，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、新戊烷、己烷、異己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、壬烷、癸烷、十一碳烷及十二碳烷，特言之，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷。
經取代、飽和、單體之脂族部分R較佳係衍生自線性或分枝脂族碳氫化合物R'，更佳係衍生自具有1至20個、甚為更佳1至16個、最佳1至12個及最尤其較佳1至4個碳原子至該分子以及具有選自由氟及氯組成之群組之至少一種鹵素原子之線性或分枝脂族碳氫化合物R'。
尤其合適之經取代、飽和、單體之脂族部分R之實例係衍生自氟基、氯基、二氟基、二氯基、氯氟基、三氟基、三氯基、二氟氯基及氟二氯基甲烷；氟基、氯基、1,1-二氟基及1,2-二氟基、1,1-二氯基及1,2-二氯基、1-氯基-1-氟基、1-氯基-2-氟基、1-二氟基-2-氟基、2-三氟基、1-二氯基-2-氯基、2-三氯基、1-二氟基-2-氯基、2-二氟基氯基、1-氟基-2-二氯基及2-氟基二氯基乙烷；氟基、氯基、二氟基、二氯基、三氟基、三氯基、四氟基、四氯基、五氟基、五氯基、六氟基、六氯基、七氟基及七氯基丙烷以及經混合之氟氯基取代之丙烷；氟基、氯基、二氟基、二氯基、三氟基、三氯基、四氟基、四氯基、五氟基、五氯基、六氟基、六氯基、七氟基、七氯基、八氟基、八氯基、九氟基及九氯基丁烷及異丁烷；以及經混合之氟基氯基取代之丁烷及異丁烷。
具有至少一雜原子之未經取代、飽和、單體之脂族部分R較佳係衍生自線性或分枝脂族碳氫化合物R'，更佳係衍生自具有2至20個、甚為更佳2至16個、最佳2至12個及最尤其較佳2至6個碳原子至該分子以及在2個碳原子間有至少一氮原子及/或氧原子之線性或分枝脂族碳氫化合物R'。
尤其合適之具有至少一雜原子之未經取代、飽和、單體之脂族部分R之實例係衍生自二甲基醚、甲基醚醚(methylether ether),二乙基醚、2,4-二氧戊烷、2,4-氧己烷、3,6-二氧辛烷、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、四丙胺及2-氧-4-氮-戊烷。
具有至少一雜原子之經取代、飽和、單體之脂族部分R較佳係衍生自線性或分枝脂族碳氫化合物R'，更佳係衍生自具有2至20個、甚為更佳2至16個、最佳2至12個及最尤其較佳2至6個碳原子至該分子；在2個碳原子間有至少一氮原子及/或氧原子；及至少一氟及/或氯原子之線性或分枝脂族碳氫化合物R'。
尤其合適之具有至少一雜原子之經取代、飽和、單體之脂族部分R之實例係衍生自二甲基醚、甲基醚醚，二乙基醚、2,4-二氧戊烷、2,4-氧己烷、3,6-二氧辛烷、二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、四丙胺及2-氧-4-氮-戊烷，其較佳可經至少一氟原子及/或氯原子及/或腈基團取代。
具有至少一雙官能性或三官能性鍵結基團之經取代或未經取代、飽和、單體之脂族部分R係衍生自線性或分枝脂族碳氫化合物R'，更佳係衍生自有2至20個、甚為更佳2至16個、最佳2至12個及最尤其較佳2至6個碳原子至該分子以及至少一雙官能性或三官能性鍵結基團之線性或分枝脂族碳氫化合物R'。該相關碳氫化合物R’亦可帶有至少一取代基。
尤其合適之經取代或未經取代、飽和、單體之脂族部分R係衍生自丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基丁基酮、乙基丁基酮、乙醯丙酮；甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯及甲酸戊酯；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯及乙酸丁酯；丙酸甲酯、丙酸乙酯及丙酸丙酯及丁酸甲酯及丁酸乙酯，其較佳可經至少一氟及/或氯原子取代。
經取代或未經取代、飽和、寡聚或聚合之脂族部分R較佳係衍生自乙烯、丙烯、丁烯及異丁烯之線性、分枝、超分枝、星形狀、樹枝狀及梳狀均聚物及共聚物。共聚物可含有少量經共聚之高級烯烴，諸如己烯及辛烯。該均聚物及共聚物較佳可經至少一氟及/或氯原子取代。
含有至少一雜原子(特言之，至少一氧原子)，之經取代或未經取代、飽和、寡聚或聚合之脂族部分R較佳係衍生自烯亞胺(特言之，乙烯亞胺)、氧化烯類(特言之，氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯)、四氫呋喃及乙烯醚及酯(特言之，乙烯甲基醚及酯、乙烯乙基醚及酯、乙烯丙基醚及酯及乙烯丁基醚及酯之線性、分枝、超分枝、星形狀、樹枝狀及梳狀均聚物及共聚物。該均聚物及共聚物可含有如上述之雙官能性或三官能性鍵結基團。
含有至少一雙官能性或三官能性(較佳，雙官能性鍵結基團)之經取代或未經取代、飽和、寡聚或聚合之脂族部分R較佳係衍生自線性、分枝、超分枝、星形狀、樹枝狀及梳狀聚碳酸鹽、聚胺甲酸乙酯及(甲基)丙烯酸(共)聚合物，特言之，聚丙烯酸甲酯及聚甲基聚丙烯酸甲酯PMMA。該均聚物及共聚物較佳可經至少一氟及/或氯取代。
經取代或未經取代、不飽和、單體及寡聚之脂族部分R較佳係衍生自慣常及已知之烯系或乙醯系不飽和單體，諸如烯烴、乙炔、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯酯、乙烯酯、丙烯醚、丙烯酯及非環單萜、倍半萜、二萜及三萜，如Rmpp Online 2010、Thieme Chemistry、www.roempp.com「萜」、「倍半萜」、「二萜」及「三萜」中所記述，其中單體較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
尤其合適之經取代或未經取代、不飽和、單體及寡聚之脂族部分R之實例為乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯、乙醯烯、丙炔、丙烯酸甲酯及丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醚及酯(特言之，乙烯甲酯及酯、乙烯乙醚及酯、乙烯丙醚及酯、乙烯丁醚及酯；及丙烯甲醚及酯、丙烯乙醚及酯、丙烯丙醚及酯、丙烯丁醚及酯)蘿勒萜、月桂油烯、檸檬醛、阿伐-紫蘿酮(alpha-jonone)及貝他-紫蘿酮(beta-jonone)及假紫蘿酮(pseudojonone)。該單體較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
經取代或未經取代、飽和之環脂族部分R較佳係衍生自飽和單環、二環、三環、四環碳氫化合物，其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
尤其合適之經取代或未經取代、飽和之環脂族部分R之實例為環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環戊烷、環辛烷、環癸烷、鄰-、間-及對-甲烷、蓋酮、蒈烷、蒎烷、蒈酮、降莰基氯化物、異降莰基氯化物、樟腦(campher)、莰烷、降莰烷、8.9.10-三降莰烷、螺[3.3]戊烷、螺二環己烷、十氫萘、氫茚烷、降莰烷、二環[2.2.1]辛烷、金剛烷、異三環癸烷(twistane)及雙金鋼烷(congressane)，其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
含有至少一雜原子之經取代或未經取代、飽和之環脂族部分R較佳係衍生自含有至少一雜原子之飽和單環、二環、三環、四環碳氫化合物，其中碳氫化合物較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
尤其合適之包含至少一雜原子(特言之，至少一氮原子及/或氧原子)之經取代或未經取代、飽和之環脂族部分R之實例為衍生自四氫呋喃、二烷、伽瑪-丁內酯,ε-己內醯胺(epsilon-caprolactame)、啉、尿丁啶(uretidine)、異唑、吡咯啶、咪唑啉、吡唑啶、哌啶、哌及啶，其較佳可經至少一氟及特定氯原子及/或腈基團取代。
經取代或未經取代、不飽和之環脂族部分R較佳係衍生自不飽和單環、二環、三環、四環碳氫化合物，其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
尤其合適之經取代或未經取代、不飽和之環脂族部分R之實例係衍生自環丙烯、環丁烯、環戊烯、環戊二烯、環六-1,3-二烯及環六-1,2-二烯、環庚烯、環辛烯、環壬烯、阿伐-萜烯(terpinene)及伽瑪-萜烯、異松油烯(terpinolene)、阿伐-茴香萜及貝他-茴香萜、薴、二丁烯、洋薄荷酮(pullegone)、香旱芹酮、香旱芹烯酮、阿伐-蒎烯及貝他-蒎烯、紅沒藥烯(bisabolene)、杜松烯、貝他-芹子烯(beta-seliene)、樟腦油烯、及螺[4.5]癸-1,6-二烯，其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
含有至少一雜原子之經取代或未經取代、飽和之環脂族部分R較佳係衍生自不飽和單環、二環、三環、四環碳氫化合物，其中碳氫化合物較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
包含至少一雜原子(特言之，至少一氮原子及/或氧原子)之尤其合適之經取代或未經取代、不飽和之環脂族部分R係衍生自2H-吡喃、2H-吡咯、δ2-二氫吡咯、δ2-咪唑啉、δ3-吡唑、吡咯啉(pyrrolenine)、及δ4-異唑，其中碳氫化合物較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
經取代及未經取代、單體之芳香族部分R較佳係衍生自單環及聚環、芳香族化合物，特言之，苯、二苯、聯三苯、二苯醚、二苯胺、二苯酮、二苯硫基、二苯亞碸、二苯磺基、萘、茚烷、螢烷(fluorane)、茀酮、蔥及菲，其中碳氫化合物較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
經取代及未經取代、寡聚及聚合之芳香族部分R較佳係衍生自含有寡聚物及聚合物(特言之，聚酯(尤其是聚對苯二甲酸乙二酯PET及聚對苯二甲酸丁酯PBT)、聚醚(特言之，聚氧化伸苯基，諸如聚(2,6-二甲基氧化伸苯基))及苯乙烯之均聚物及共聚物之芳香族基團，其中寡聚物及聚合物較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
含有至少一雜原子之經取代及未經取代、單體之芳香族部分R較佳係衍生自單環及聚環雜芳香族化合物，特言之，含氧、硫及/或氮之雜異芳香族化合物，其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
含有至少一雜原子之尤其合適之經取代及未經取代、單體之芳香族部分R之實例係衍生自呋喃、噻吩、吡咯、咪唑、吡唑、異噻唑、異唑、三唑s、吡啶、吡、嘧啶、嗒、并噻吩、噻嗯、異苯甲基呋喃、啡噻、吲、異吲哚、吲哚、嘌呤、異喹啉、喹啉、呔、1,8-啶、喹啉、喹唑啉、啉、喋啶、咔唑、吖啶及啡啶、其較佳可經至少一氟及/或氯原子及/或腈基團取代。
如上已說明之，上述部分R可以形成通式I之變數R之方式彼此連結。因此，經由實例，衍生自苯之部分R可經由醚基團與衍生自氧化乙烯之共聚物連結以獲得更具水溶性之N-取代之重氮烯二氧化物(A)。
部分R更加係衍生自單體、飽和之脂族及環脂族以及單體之芳香族化合物，甚為更佳係衍生自未經取代、單體、飽和之脂族及環脂族以及未經取代、單體之芳香族化合物，特言之，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、環戊烷、環己烷及苯。
最尤其是N-取代重氮烯二氧化物(A)較佳係選自由N-甲基-重氮烯二氧化物、N-乙基-重氮烯二氧化物、N-丙基-重氮烯二氧化物、N-丁基-重氮烯二氧化物、N-環己基-重氮烯二氧化物及N-苯基-重氮烯二氧化物所組成之群組。
尤其，N-取代之N'-羥基-重氮烯鹽氧化物(A)為通式II：
{R[-N(-O)-N-O]- n}m　(Mm+)n　(II)，
其中，變數R具有前述之意涵且符號n及m均為1至1000、較佳1至500、更佳1至100、甚為較佳1至50及最佳1至10之數。
當殘基R為寡聚或聚合部分，數字n不一定須為整數但可為餘數分數。此係由於寡聚及聚合部分在統計上之本質。當殘基R為單體部分，數字n通常為整數。
變數M意指選自由無機、單體、寡聚及聚合陽離子所組成之群組之陽離子。
合適之單體無機陽離子之實例為一級、二級、三級及四級銨陽離子、一級、二級、三級及四級鏻陽離子以及一級及二級鋶陽離子，特言之，四甲基銨陽離子。
合適之寡聚及聚合陽離子之實例為一級、二級、三級及四級銨陽離子、一級、二級、三級及四級鏻陽離子以及一級及二級鋶陽離子之寡聚物及聚合物，特言之，陽離子聚乙烯亞胺。
合適之無機陽離子之實例為氨、鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鎵、銦、鉫、錫、鉛、銻、鉍、鈧、釔、鑭、稀土金屬、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、錸、鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀、金、鋅及鎘，較佳為氨、鋰、鈉及鉀之陽離子。
最尤其是N'-羥基-重氮烯二氧化鹽(A)較佳係選自由N-甲基-、N-乙基-、N-丙基-、N-丁基、N-環已基-及N-苯基-N'-羥基-重氮烯二氧化銨、鋰、鈉及鉀鹽所組成之群組。
在本發明之組成物中之N-取代之重氮烯二氧化物(A)及/或N'-羥基-重氮烯氧化鹽(A)之濃度可大範圍變化，因此，可最有利地調節至本發明之特定組成物、方法及用途。本發明之組成物含有，以本發明之組成物之總重量計，較佳0.01至1000 ppm、更佳0.05至750 ppm、甚為更佳0.075至500 ppm且最佳0.1至500 ppm之化合物(A)。
本發明之組成物之第二必需成分為至少一種類型之磨料顆粒(B)。
原則上，可將任何慣常用於研磨(特鹽之，化學機械研磨或平坦化CMP)領域之天然或合成之磨料顆粒材料做為成分(B)使用。磨料顆粒(B)較佳係選自於由氧化鋁、氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、氧化鋅及其混合物所組成之群組。
磨料顆粒(B)之平均粒度可大範圍變化，且因此可最有利地調節至本發明之既定研磨組成物、方法及用途的特定要求。如動態雷射光散射所測定之平均粒度較佳在1至2000 nm、較佳1至1000 nm、更佳1至750 nm且最佳1至500 nm之範圍內。
磨料顆粒(B)最佳含有或係由氧化鈰組成。
含有氧化鈰之磨料顆粒(B)可含有少量其他稀土金屬氧化物。
含有氧化鈰之磨料顆粒(B)較佳為包含含有至少一種其他磨料顆粒材料或由至少一種其他磨料顆粒材料組成之核心的複合顆粒(B)，其他磨料顆粒材料係不同於氧化鈰，詳言之為氧化鋁、氧化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅及其混合物。
可自例如以下中瞭解該等複合顆粒(B)：WO 2005/035688 A1；US 6,110,396；US 6,238,469 B1；US 6,645,265 B1；K. S. Choi等人,Mat. Res. Soc. Symp. Proc.第671卷,2001 Materials Research Society,M5.8.1至M5.8.10；S.-H. Lee等人,J. Mater. Res.,第17卷，第10期,(2002),第2744至2749頁；A. Jindal等人,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等人,Electrochemical and Solid-State Letters,7(12) G316-G318(2004)。
複合顆粒(B)最佳為包含選自由氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅及其混合物組成之群組之核心且具有20 nm至100 nm核心尺寸之核心的樹莓型塗佈顆粒，其中以具有小於10 nm之粒度的氧化鈰顆粒塗佈該核心。
本發明之組成物中所用的磨料顆粒(B)之量可大範圍變化，且因此可最有利地調節至本發明之既定研磨組成物及、方法及用途的特定要求。本發明之組成物較佳含有0.005至10重量%、更佳0.01至8重量%且最佳0.01至6重量%之磨料顆粒(B)，該等重量百分比以本發明之組成物的總重量計。
本發明之組成物可含有至少一種功能組分(C)，其不同於成分或組分(A)及(B)。
功能組分(C)較佳係選自慣用於基於氧化鈰之CMP漿料中之化合物之群組。此等化合物(C)之實例記述於本文開始處及由下列所揭示：Y. N. Prasad等人，Electrochemical and Solid-State Letters，9(12) G337-G339(2006)；Hyun-Goo Kang等人，，Journal of Material Research，第22卷，第3期，2007，第777至787頁，S. Kim等人，Journal of Colloid and Interface Science，319(2008)，第48至52頁；S. V. Babu等人，Electrochemical and Solid-State Letters，7(12) G327-G330(2004)；Jae-Dong Lee等人，Journal of the Electrochemical Society，149(8) G477-G481，2002，美國專利申請案US 5,738,800、US 6,042,741、US 6,132,637、US 6,218,305 B、US 5,759,917、US 6,689,692 B1、US 6,984,588 B2、US 6,299,659 B1、US 6,626,968 B2、US 6,436,835 B1、US 6,491,843 B1、US 6,544,892 B2、US 6,627,107 B2、US 6,616,514 B1及US 7,071,105 B2；美國專利申請案US 2002/0034875 A1、US 2006/0144824 A1、US 2006/0207188 A1、US 2006/0216935 A1、US 2007/0077865 A1、US 2007/0175104 A1、US 2007/0191244 A1及US 2007/0218811 A1、及日本專利申請案JP 2005-336400 A。
此外，功能組分(C)係選自由以下組成之群組：不同於顆粒(B)之有機、無機及有機-無機混雜磨料顆粒；具有下限臨界溶解溫度LCST或上限臨界溶解溫度UCST之材料；氧化劑；鈍化劑；電荷反轉劑；具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之多元醇及由具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之單體所形成之寡聚物及聚合物；錯合劑或螯合劑；摩擦劑；穩定劑；流變劑；界面活性劑；金屬陽離子及有機溶劑。
自例如美國專利申請案US 2008/0254628 A1第4頁段落[0054]或國際申請案WO 2005/014753 A1中可瞭解適合之有機磨料顆粒(C)及其有效量，其中其揭示由三聚氰胺及三聚氰胺衍生物(諸如乙醯胍胺、苯并胍胺及二氰二胺)組成之固體顆粒。
可自例如國際專利申請案WO 2005/014753 A1第12頁第1至8行或美國專利US 6,068,787第6欄第41行至第7欄第65行中瞭解適合之無機磨料顆粒(C)及其有效量。
可自例如美國專利申請案US 2008/0254628 A1第4頁段落[0054]或US 2009/0013609 A1第3頁段落[0047]至第6頁段落[0087]中暸解適合之有機-無機混雜磨料顆粒(C)及其有效量。
可自例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1第8頁段落[0074]及[0075]或美國專利US 6,068,787第4欄第40行至第7欄第45行或US 7,300,601 B2第4欄第18至34行中瞭解適合之氧化劑(C)及其有效量。較佳使用有機及無機過氧化物，更佳使用無機過氧化物。尤其使用過氧化氫。
可自例如美國專利US 7,300,601 B2第3欄第59行至第4欄第9行或美國專利申請案US 2008/0254628 A1跨接第4頁及第5頁之段落[0058]中瞭解適合之鈍化劑(C)及其有效量。
可自例如美國專利US 7,300,601 B2第4欄第35至48行中瞭解適合之錯合劑或螯合劑(C)，其有時亦稱為摩擦劑(參照美國專利申請案US 2008/0254628 A1第5頁段落[0061])或蝕刻劑(etching agent/etchant)(參照美國專利申請案US 2008/0254628 A1第4頁段落[0054])及其有效量。尤其最佳使用胺基酸(尤其甘胺酸)及此外含有至少一個、較佳兩個且更佳三個一級胺基之二氰二胺及三口井，諸如三聚氰胺及水溶性胍胺，尤其三聚氰胺、甲醯胍胺、乙醯胍胺及2,4-二胺基-6-乙基-1,3,5-三口井。
可自例如美國專利US 6,068,787第8欄第4至56行中瞭解適合之穩定劑(C)及其有效量。
可自例如美國專利申請案US 2008/0254628 A1第5頁段落[0065]至第6頁段落[0069]中瞭解適合之流變劑(C)及其有效量。
可自例如國際專利申請案WO 2005/014753 A1第8頁第23行至第10頁第17行或自美國專利US 7,300,601 B2第5欄第4行至第6欄第8行中瞭解適合之界面活性劑(C)及其有效量。
可自例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1第8頁段落[0076]至第9頁段落[0078]中瞭解適合之多價金屬離子(C)及其有效量。
可自例如美國專利US 7,361,603 B2第7欄第32至48行或美國專利申請案US 2008/0254628 A1第5頁段落[0059]中瞭解適合之有機溶劑(C)及其有效量。
展現下限臨界溶解溫度LCST或上限臨界溶解溫度UCST之適合之材料(C)描述於下列文獻中：例如H. Mori,H. Iwaya,A. Nagai及T. Endo之文章，「Controlled synthesis of thermoresponsive polymers derived from L-proline via RAFT polymerization」，Chemical Communication，2005，4872-4874；或D. Schmaljohann之文章，「Thermo- and pH-responsive polymers and drug delivery,Advanced Drug Delivery Reviews」，第58卷(2006)，1655-1670或美國專利申請案US 2002/0198328 A1、US 2004/0209095 A1、US 2004/0217009 A1、US 2006/0141254 A1、US 2007/0029198 A1、US 2007/0289875 A1、US 2008/0249210 A1、US 2008/0050435 A1或US 2009/0013609 A1；美國專利US 5,057,560、US 5,788,82及US 6,682,642 B2；國際專利申請案WO 01/60926 A1、WO 2004/029160 A1、WO 2004/0521946 A1、WO 2006/093242 A2或WO 2007/012763 A1；歐洲專利申請案EP 0 583 814 A1、EP 1 197 587 B1及EP 1 942 179 A1；或德國專利申請案DE 26 10 705中；或其如BASF公司之公司手冊「PluronicTM & TetronicTM Block Copolymer Surfactants,1996」或美國專利US 2006/0213780 A1所示，由BASF公司及BASF SE以商標PluronicTM、TetronicTM及BasensolTM銷售。
在一第一有利且較佳具體實例中，本發明之組成物含有至少一電荷反轉劑(C)。
原則上，可使用慣用於CMP領域中之任何已知電荷反轉劑(C)。電荷反轉劑(C)較佳係選自由含有至少一個陰離子基團之單體化合物、寡聚化合物及聚合化合物組成之群組，該陰離子基團係選自由羧酸酯基、亞磺酸酯基、硫酸酯基、膦酸酯基及磷酸酯基所組成之群組。尤其合適之電荷反轉劑(C)之實例記述於，例如，美國專利US 7,2065,055 B2，欄4，第24至45行或日本專利申請案JP 2005-336400 A(參見申請專利範圍第1至6項)。
本發明之組成物中電荷反轉劑(C)之濃度可大範圍變化，且因此可最有利地調節至本發明之既定組成物、方法及用途的特定要求。以一可獲得氧化鈰對電荷反轉劑(C)之重量比為10至2000及更佳20至1000使用電荷反轉劑(C)。
在第二有利及較佳具體實例，本發明之組成物含有至少一有機多元醇(C)，較佳至少二個具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之多元醇及由具有至少3個解離於水性介質中之羥基之單體所形成之寡聚物及聚合物。
有機多元醇或多元醇族(C)更佳係選自於由下列所組成之群組：單醣、二醣、寡醣、多醣、去氧糖、胺糖、醛醣酸、酮醛酸、醣醛酸、醣二酸、糖醇及環醣醇；甚為較佳單醣及環醣醇及尤其較佳半乳糖及肌肌醇、鯊肌醇、黏肌醇(muco-inositol)、手性肌醇(chiro-inositol)、新肌醇(neo-inositol)、別肌醇(allo-inositol)、外肌醇(epi-inositol)及順肌醇(cis-inositol)。最佳使用半乳糖及肌肌醇作為有機多元醇(c)。
本發明之組成物中所用的有機多元醇(C)之量可大範圍變化，且因此可最有利地調節至本發明之既定研磨組成物及、方法及用途的特定要求。本發明之組成物較佳含有0.001至5重量%、更佳0.005至4重量%且甚為較佳0.01至2重量%、最佳0.01至1重量%之有機多元醇(C)，該等重量百分比以本發明之組成物的總重量計。
在第三最有利及最佳具體實例中，本發明之組成物含有上述之電荷反轉劑(C)及有機多元醇(C)。
若功能組分(C)存在，則其含量可變化。以相應CMP組成物之總重量計，(C)之總量較佳不超過10 wt.%(「wt.%」意指「重量百分比」)、更佳不超過2 wt.%、最佳不超過0.5 wt.%、尤其不超過0.1 wt.%，例如不超過0.01 wt.%。以相應組成物之總重量計，(C)之總量較佳為至少0.0001 wt.%、更佳至少0.001 wt.%、最佳至少0.008 wt.%、尤其至少0.05 wt.%，例如至少0.3 wt.%。
用於本發明之方法中之組成物可視情況含有至少一種pH調節劑或緩衝劑(D)，其本質上不同於成分(A)及(B)。
可自例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1第8頁段落[0080]、[0085]及[0086]；國際專利申請案WO 2005/014753 A1第12頁第19至24行；美國專利申請案US 2008/0254628 A1第6頁段落[0073]或美國專利US 7,300,601 B2第5欄第33至63行中瞭解適合之pH調節劑或緩衝劑(D)及其有效量。pH調節劑或緩衝劑(D)之實例為氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四甲基銨(TMAH)、硝酸及硫酸。
若pH調節劑或緩衝劑(D)存在，則含量可變化。以相應CMP組成物之總重量計，(D)之總量較佳不超過20 wt.%、更佳不超過7 wt.%、最佳不超過2 wt.%、尤其不超過0.5 wt.%，例如不超過0.1 wt.%。以相應組成物之總重量計，(D)之總量較佳為至少0.001 wt.%、更佳至少0.01 wt.%、最佳至少0.05 wt.%、尤其至少0.1 wt.%，例如至少0.5 wt.%。
較佳地，將本發明之組成物之pH值定於3至10之間、更佳4至8之間、甚為更佳4至7之間、及最佳5至7之間，其較佳使用前述之pH調節劑(D)。
組成物的製備不展現任何特殊性，而是可藉由將上述成分(A)及(B)及視情況選用之(C)及/或(D)溶解或分散於水性介質(特言之，去離子水)中來進行。為此目的，可使用慣用及標準混合方法及混合設備，諸如攪拌容器、聯機溶解器(in-line dissolver)、高剪切葉輪、超音波混合器、均化器噴嘴或對流混合器。由此獲得之本發明之組成物較佳可經由具有適當篩孔之過濾器過濾以便移除粗粒狀顆粒，諸如精細分散之固體磨料顆粒(B)的聚結物或聚集物。
最令人驚訝地，N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽極適於本發明之用途，即製造機械、電子及光學裝置。
尤其是，電子裝置為積體電路裝置、液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠及磁頭；機械裝置為高精度機械裝置；光學裝置為光學玻璃(諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO))、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。
N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽(A)及含其之本發明之組成物適於製造具有尺寸小於50 nm之結構的IC架構，尤其具有LSI(大規模積體)或VLSI(超大規模積體)之IC。
本發明之組成物最佳極適於本發明之方法。
在本發明之方法中，使電子、機械及光學裝置(特言之，電子裝置，最佳積體電路裝置)基板與本發明之組成物接觸至少一次且研磨該基板(特言之，化學及機械研磨)直至獲得所需之平坦度。
本發明之方法在具有由低k或超低k材料組成之隔離層及氮化矽層及/或多晶矽層的矽半導體晶圓之CMP中展現出其特殊優勢。
適合之低k或超低k材料及製備絕緣介電層之適合方法描述於例如美國專利申請案US 2005/0176259 A1第2頁段落[0025]至[0027]、US 2005/0014667 A1第1頁段落[0003]、US 2005/0266683 A1第1頁段落[0003]及第2頁段落[0024]或US 2008/0280452 A1段落[0024]至[0026]或美國專利US 7,250,391 B2第1欄第49至54行或歐洲專利申請案EP 1 306 415 A2第4頁段落[0031]中。
本發明之方法尤其適於淺溝槽隔離(STI)，其需要在圖案化晶圓基板上優先於多晶矽地選擇性移除二氧化矽。在此方法中，用電介質材料(例如二氧化矽)過量裝填經蝕刻之溝槽，過量裝填之電介質材料使用氮化矽障壁膜作為停止層研磨。在此較佳具體實例中，在自障壁膜清除二氧化矽同時使暴露之氮化矽及溝槽氧化矽移除減至最少的情況下結束本發明之方法。
本發明之方法不展現特殊性，而是可用慣用於具有IC之半導體晶圓製造中之CMP的方法及設備來進行。
如此項技藝中已知，用於CMP之典型設備由用研磨墊覆蓋的旋轉平台組成。晶圓安裝在載體或夾頭上，使其上端向下面向研磨墊。載體將晶圓緊固在水平位置。此研磨及夾持裝置之特殊佈置亦稱為硬平台設計(hard-platen design)。載體可保留載體墊，其位於載體保留表面與未研磨之晶圓表面之間。此墊可充當晶圓之緩衝墊。
在載體下方，一般亦水平安置較大直徑平台且呈現與待研磨晶圓之表面平行的表面。其研磨墊在平坦化過程期間接觸晶圓表面。在本發明之CMP方法期間，本發明之組成物以連續流形式或以逐滴方式施用於研磨墊上。
使載體與平台均圍繞自載體及平台垂直延伸之相應軸旋轉。旋轉之載體軸可相對於旋轉之平台仍固定在原位或可相對於平台水平擺動。載體之旋轉方向典型地(但不一定)與平台之旋轉方向相同。載體及平台之旋轉速度一般(但不一定)設定為不同值。
平台之溫度慣常設定為10至70℃之間的溫度。
關於其他詳情，參考國際專利申請案WO 2004/063301 A1，詳言之第16頁段落[0036]至第18頁段落[0040]以及圖1。
藉由本發明之方法可獲得具有包含圖案化之低k及超低k材料層(詳言之二氧化矽層)之IC的半導體晶圓，其具有極佳平坦度。因此，可獲得銅鑲嵌圖案，其亦具有極佳平坦度，且在成品中，IC具有極佳電子功能性。
實施例
含有N-環己基-N’-羥基-重氮烯二氧化鉀鹽之組成物1至3(實施例1至3)之製備及組成物C1及C2之製備(比較性實驗C1及C2)
實施例1至3及比較性實驗C1及C2，藉由將成分溶解及分散於超純去離子水中以製備組成物1至3及C1及C2。表1顯示所使用之成分量。
a)聚磷酸鹽：氧化鈰對聚磷酸鹽之重量比=200；
b) N-環己基-N’-羥基-重氮烯二氧化鉀鹽
實施例4至6及比較性實驗C3及C4
含有N-環己基-N’-羥基-重氮烯二氧化鉀鹽之組成物之氧化矽對氮化矽之選擇性(實施例4至6)及不含該鹽之組成物之氧化矽對氮化矽之選擇性(比較性實驗C3及C4)
實施例4使用實施例1之組成物1，實施例5使用實施例2之組成物2，實施例6使用實施例3之組成物3。
比較性實驗C3使用比較性實驗C1之組成物1，比較性實驗C4使用比較性實驗C2之組成物2。
實施例4至6及比較性實驗C3及C4使用含有氧化層或氮化矽層之矽晶圓以測定氧化矽對氮化矽之選擇性。
以重量之不同測定研磨速率(即，材料移除速率，MRR)。因此，使用Sartorius LA310 S scale或Filmmetrics F50反射計，熱二氧化矽之密度為1.9 kg/L及氮化矽之密度為3.44 kg/L以計算在CMP前及後之晶圓之MRR。以Strasbaugh nSpire(6EC型)，具有下列參數之ViPRR支撐環載體實施該研磨實驗：
-下壓力：3.5 psi(240毫巴);
-後側壓力：0.5 psi(34.5毫巴);
-支撐環壓力：2.5 psi(172毫巴);
-研磨台/載體速度：95/85 rpm;
-漿料流速：200毫升/分鐘；
-研磨時間：60秒；
-墊修整：原位(9.2-9.0 Ibs，41噸);
-研磨墊：IC1000 A2堆疊墊，xy k凹槽(R&H);
-支撐膜：Strasbaugh，DF200(136洞);
-修整碟：Strasbaugh sasol。
表2顯示所得之MRRs及經計算之氧化矽對氮化矽之選擇性
a)材料移除速率[埃/分鐘]
b)TEOS(四乙基正矽酸鹽)之MRR(材料移除速率[埃/分鐘])
c)選擇性TEOS/Si3N4
表2之結果顯而易見地顯示藉使用N-環己基-N’-羥基-重氮烯二氧化鹽(尤其是與單醣或單醣及環醣醇結合使用)可顯著地增加氧化矽對氮化矽之選擇性。
雖然不含N-環己基-N’-羥基-重氮烯二氧化鹽但含單醣之組成物C2展現相對高氧化矽對氮化矽之選擇性，但在儲存期間組成物C2受細菌及真菌攻擊。

Claims (18)

  1. 一種水性研磨組成物，其包含：(A)至少一種水溶性或水分散性組成物，其係選自由N-取代重氮烯(diazenuim)二氧化物及N’-羥基-重氮烯(diazenuim)氧化鹽所組成之群組：及(B)至少一種類型之磨料顆粒。
  2. 根據申請專利範圍第1項之水性研磨組成物，其中，該N-取代重氮烯二氧化物(A)為通式I：R[-N+(-O-)=N-OH]n (I)，其中，變數R意指含有或由至少之一殘基所組成之部分，該殘基係選自於由下列所組成之群組：未含有或含有至少一雜原子及/或至少一雙官能性或三官能性鍵結基團之單體、寡聚及聚合之、經取代及未經取代之、飽和及不飽和之脂族及環脂族；及未含有或含有至少一雜原子之單體、寡聚及聚合之、經取代及未經取代之芳香族；其中，符號n為1至1000之數；以及，該N-取代之N'-羥基-重氮烯氧化鹽(A)為通式II：{R[-N(-O)-N-O]- n}m(Mm+)n (II)，其中，變數R具有前述之意涵，M係選自由有機及無機、單體、寡聚及聚合陽離子所組成之群組，且符號n及m 均為自1至2000之數。
  3. 根據申請專利範圍第2項之水性研磨組成物，其中，n及m均為自1至10之整數。
  4. 根據申請專利範圍第3項之水性研磨組成物，其中，以該研磨組成物之總重量計，其含有0.01至1000ppm之化合物(A)。
  5. 根據申請專利範圍第1項之水性研磨組成物，其中，該磨料顆粒(B)係選自於由氧化鋁、氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、氧化鋅及其混合物所組成之群組。
  6. 根據申請專利範圍第5項之水性研磨組成物，其中，該磨料顆粒(B)含有或係由氧化鈰所組成。
  7. 根據申請專利範圍第5項之水性研磨組成物，其中，如動態雷射光散射所測定，該磨料顆粒(B)具有自1至1000nm之平均粒徑。
  8. 根據申請專利範圍第5項之水性研磨組成物，其中，以該研磨組成物的總重量計，其含有0.005至10重量%之磨料顆粒(B)。
  9. 根據申請專利範圍第1項之水性研磨組成物，其中，其含有至少一種功能組分(C)，其不同於組分(A)及(B)。
  10. 根據申請專利範圍第9項之水性研磨組成物，其中，該功能組分(C)係選自由以下組成之群組：不同於顆粒(B)之有機、無機及有機-無機混雜磨料顆粒；具有下限臨界溶解溫度LCST或上限臨界溶解溫度UCST之材料； 氧化劑；鈍化劑；電荷反轉劑；具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之有機多元醇；由至少一種具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之單體所形成之寡聚物及聚合物；錯合劑或螯合劑；摩擦劑；穩定劑；流變劑；界面活性劑；金屬陽離子及有機溶劑。
  11. 根據申請專利範圍第10項之水性研磨組成物，其中，該電荷反轉劑(C)係選自由含有至少一個陰離子基團之單體化合物、寡聚化合物及聚合化合物組成之群組，該陰離子基團係選自由羧酸酯基、亞磺酸酯基、硫酸酯基、膦酸酯基及磷酸酯基所組成之群組；以及其中，具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之有機多元醇及由至少一種具有至少3個不解離於水性介質中之羥基之單體所形成之寡聚物及聚合物係選自於由下列所組成之群組：單醣、二醣、寡醣、多醣、去氧糖、胺糖、醛醣酸、酮醛酸、醣醛酸、醣二酸、糖醇及環醣醇。
  12. 根據申請專利範圍第1至8項中任一項之水性研磨組成物，其中，其含有至少一pH調節劑或緩衝劑(D)，其不同於組分(A)及(B)。
  13. 根據申請專利範圍第1至11項中任一項之水性研磨組成物，其中，其pH值為3至10。
  14. 一種藉由使基板材料與水性研磨組成物接觸至少一次且研磨該基板材料直至獲得所需之平坦度之研磨電子、機械及光學裝置基板材料之方法，其特徵在於，使用根據申請專利範圍第1至13項中任一項之水性研磨組成物。
  15. 根據申請專利範圍第14項之方法，其中，該基板材料包含至少一層，該層含有或係由一電介質材料所組成。
  16. 一種N-取代重氮烯二氧化物及N’-羥基-重氮烯氧化鹽之用途，其係用於研磨電子、機械及光學裝置之基板材料之方法。
  17. 根據申請專利範圍第16項之用途，其中，電子裝置為積體電路裝置、液晶面板、有機電場發光面板、印刷電路板、微型機器、DNA晶片、微型工廠(micro plants)及磁頭；機械裝置為高精度機械裝置；光學裝置為光學玻璃(諸如光罩、透鏡及稜鏡)、無機導電膜(諸如氧化銦錫(ITO))、光學積體電路、光學交換元件、光學波導、光學單晶(諸如光學纖維端面及閃爍體)、固體雷射單晶、用於藍色雷射LED之藍寶石基板材料、半導體單晶及用於磁碟之玻璃基板材料。
  18. 根據申請專利範圍第17項之用途，其中，該積體電路裝置含有具有尺寸小於50nm之結構之大規模積體或超大規模積體之積體電路。
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