包括在包含特定非离子表面活性剂的化学机械抛光组合物存在下进行iii-v族材料的化 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在化学机械抛光组合物(Q1)存在下对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机械抛光，该组合物(Q1)包含：(A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物，(B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有(b1)至少一个疏水性基团；及(b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含(b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元；及(M)水性介质。
【专利说明】包括在包含特定非离子表面活性剂的化学机械抛光组合物 存在下进行N I-V族材料的化学机械抛光的制造半导体装 置的方法
【技术领域】
[0001] 本发明基本上涉及一种包括在包含特定非离子表面活性剂的化学机械抛光组合 物存在下进行III-V族材料的化学机械抛光（下文缩写为CMP)的制造半导体装置的方法， 及其在抛光半导体工业中包含III-V族材料的基材中的用途。 现有技术
[0002] 在半导体工业中，化学机械抛光为用于制造高级光子、微机电、以及微电子材料及 装置（如半导体晶片）的熟知技术。
[0003] 在制造用于半导体工业的材料及装置期间，采用CMP以使金属和/或氧化物表面 平坦化。CMP利用化学及机械作用的相互作用来实现待抛光表面的平坦化。化学作用由化 学组合物（也称为CMP组合物或CMP浆液）提供。机械作用通常由抛光垫进行，该抛光垫 通常按压于待抛光表面上并安装于移动压板上。该压板的运动通常为直线式、旋转式或轨 道式。
[0004] 在典型CMP制程步骤中，旋转晶片载具使待抛光晶片与抛光垫接触。CMP组合物通 常施加在该待抛光晶片与该抛光垫之间。
[0005] 在当前技术中，包括在包含非离子表面活性剂的CMP组合物存在下对III-V族材 料进行化学机械抛光的方法为已知并描述于（例如）以下参考文献中。
[0006] CN 101096571 A公开一种用于抛光GaAs的碱性组合物，其具有11至12的pH值， 且包含研磨剂、PH调节剂、水、及作为非离子表面活性剂的脂肪醇聚氧乙烯醚或烷醇酰胺 (链烷醇酰胺）。
[0007] CN 101081966 A公开一种用于抛光GaAs的碱性组合物，其具有11至12的pH值， 且包含研磨剂、PH调节剂、螯合剂、水、及作为非离子表面活性剂的脂肪醇聚氧乙烯醚或烷 醇酰胺（链烷醇酰胺）。
[0008] JP 2002-025954 A公开一种用于抛光GaAs的碱性组合物，其包含以下物质作为 非离子表面活性剂：
[0009] 聚乙二醇-(CH2CH2O)nOi 彡 1)，
[0010] 或 2-甲氧基乙醇 CH3O(CH2CH2O)H,
[0011] 或 N，N-二乙醇甲酰胺 CH3N(CH2CH2OH)2,
[0012] 或2-甲氧基乙醇及N，N-二乙醇甲酰胺的混合物。
[0013] US 2008/124913 Al公开一种在多晶硅层上选择性形成钝化层的含非离子表面活 性剂的研磨浆液及一种移除于图案上形成的多晶硅层的上部以形成抛光多晶硅表面的方 法。
[0014] 发明目的
[0015] 本发明的一个目的为提供一种适于III-V族材料（尤其GaAs基材）的化学机械 抛光且显示改进抛旋光性能的CMP组合物及CMP方法，该改进抛旋光性能尤其是：
[0016] ⑴对III-V族材料（例如GaAs)的高材料移除速率（MRR)，
[0017] (ii)对III-V族材料（例如GaAs)的低静态蚀刻速率（SER)，
[0018] (iii)在CMP步骤后具高表面质量的III-V族材料（例如GaAs)，
[0019] (iv)安全处理有害副产物-例如在GaAs抛光的情况下为毒性气体AsH3-及将其 减少至最低限度，或
[0020] (V)⑴、（ii)、（iii)及（iv)的组合。
[0021] 此外，寻求一种易于应用且需要尽可能少的步骤的CMP方法。
【发明内容】
[0022] 因此，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP组合物（Ql)存在下 对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0023] (A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物，
[0024] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0025] (bl)至少一个疏水性基团；及
[0026] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0027] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元；及
[0028] (M)水性介质。
[0029] 此外，发现CMP组合物（Ql)在对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机 械抛光中的用途。
[0030] 另一方面，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP组合物（Q2)存 在下对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0031] (A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物，
[0032] (C)至少一种两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂，其具有：
[0033] (cl)至少一个疏水性基团，其为具有不超过8个碳原子的烷基；及
[0034] (c2)至少一个亲水性基团，其为聚氧化乙烯基团；及
[0035] (M)水性介质。
[0036] 此外，发现CMP组合物（Q2)在对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机 械抛光中的用途。
[0037] 申请专利范围及本说明书中阐释优选实施方案。应了解，优选实施方案的组合在 本发明的范围内。
[0038] 可通过本发明方法制造半导体装置，该方法包括在CMP组合物（Ql)或（Q2)存在 下对含至少一种III-V族材料的基材或层（优选为层）进行化学机械抛光。若该III-V族 材料具有层的形状，则所有包含在该层中的III-V族材料的含量优选大于相应层的90重 量％，更优选大于95重量％，最优选大于98重量％，尤其大于99重量％，例如大于99. 9重 量％。III-V族材料指由至少一种13族元素（包括Al、Ga、In)及至少一种15族元素（包 括N、P、As、Sb)组成的材料。因此，换言之，根据本发明，III-V族材料为至少一种13族元 素与至少一种15族元素的组合。术语"13族"及"15族"指化学元素周期表中的各族命名 的现行 IUPAC 规定。优选地，该 III-V 族材料为 GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlAs、AlN、InP、InAs、 InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAIN、GalnN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AllnP、GaAlSb、 GalnSb、GaAlAsSb 或 GalnAsSb。更优选地，该 III-V 族材料为 GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、 InAs、InSb、InGaAs 或 InAlAs。最优选地，该 III-V 族材料为 GaN、GaP、GaAs、GaAs、InP 或 InAs。尤其是，该III-V族材料为GaAs (砷化镓）。
[0039] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)用于对含至少一种III-V族材料的基材或层进行化 学机械抛光，优选用于对含至少一种ΠI-V族材料的层进行化学机械抛光。若该III-V族 材料具有层的形状，则所有包含在该层中的III-V族材料的含量优选大于相应层的90重 量％，更优选大于95重量％，最优选大于98重量％，尤其大于99重量％，例如大于99. 9重 量％。优选地,该 III-V 族材料为 GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlAs、AlN、InP、InAs、InSb、InGaAs、 InAlAs、AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AlInP、GaAlSb、GaInSb、GaAlAsSb 或 GaInAsSb。更优选地，该 III-V 族材料为 GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb、InGaAs 或InAlAs。最优选地，该III-V族材料为GaN、GaP、GaAs、GaAs、InP或InAs。尤其是，该 ΠI-V族材料为GaAs (砷化镓）。
[0040] 该CMP组合物（Ql)包含组分（A)、（B)、（M)及任选地选用的如下文所述的其他组 分。
[0041] 该CMP组合物（Q2)包含组分（A)、（C)、（M)及任选地选用的如下文所述的其他组 分。
[0042] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)包含无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物（A)。 ㈧可为：
[0043] -一种无机颗粒，
[0044] -不同种类无机颗粒的混合物或复合物，
[0045] - 一种有机颗粒，
[0046] -不同种类有机颗粒的混合物或复合物，或
[0047] --种或多种无机颗粒及一种或多种有机颗粒的混合物或复合物。
[0048] 复合物指包含两种或更多种以机械、化学或以另一方式相互结合的颗粒的复合颗 粒。复合物的一个实例为核-壳颗粒，其在外层（外壳）包含一种颗粒且在内层（核心） 包含另一种颗粒。
[0049] 一般而言，颗粒（A)可以各种用量包含于该CMP组合物（Ql)或（Q2)中。优选地， 基于该CMP组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（A)的用量为不超过10重量％ (重量％表示 "重量百分比")，更优选不超过7重量％，最优选不超过5重量％，尤其不超过3重量％，例如 不超过1. 5重量％。优选地，基于该CMP组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（A)的用量为至 少0. 002重量％，更优选至少0. 01重量％，最优选至少0. 08重量％，尤其至少0. 4重量％， 例如至少0. 7重量％。
[0050] -般而言，颗粒（A)可以各种粒度分布包含。颗粒（A)的粒度分布可为单峰或多 峰。在多峰粒度分布的情况下，通常以双峰优选。为在本发明的CMP方法期间具有易再现 性性能特征及易再现性条件，就（A)而言以单峰粒度分布优选。（A)最优选具有单峰粒度分 布。
[0051] 颗粒（A)的平均粒度可在宽广范围内变化。平均粒度为（A)在水性介质（M)中的 粒度分布的d 5(l值，且可利用动态光散射技术加以测定。然后，d5(l值为基于颗粒为实质上球 形的假设来计算。平均粒度分布的宽度为两个交点之间的距离（以X轴的单位计），所述交 点为粒度分布曲线与相对颗粒数的50%高度相交的位置，其中使最大颗粒数的高度标准化 为100%高度。
[0052] 优选地，颗粒（A)的平均粒度为5至500nm的范围内，更优选10至400nm的范围 内，最优选20至300nm的范围内，尤其30至160nm的范围内，例如35至135nm的范围内，此 通过动态光散射技术利用如来自Malvern Instruments, Ltd.的高性能粒度分析仪（HPPS) 或Horiba LB550的仪器测得。
[0053] 颗粒（A)可具有各种形状。因此，颗粒（A)可具有一种或实质上仅一种形状。然 而，颗粒（A)也可具有不同形状。例如，可存在两种不同形状的颗粒（A)。例如，（A)可具有 立方体、具有斜切边缘的立方体、八面体、二十面体、蚕苗、结核或具有或不具有凸起或凹陷 的球体的形状。优选地，其为不具有或仅具有极少凸起或凹陷的球形。根据另一实施方案， 其优选为蚕茧形。蚕茧形颗粒为短轴为10至200nm且长轴/短轴的比例为1. 4至2. 2的 颗粒。
[0054] 颗粒（A)的化学性质并无特定限制。（A)可具有相同化学性质或为具有不同化学 性质的颗粒的混合物或复合物。一般而言，以具有相同化学性质的颗粒（A)优选。一般而 言，（A)可为：
[0055] -无机颗粒如金属、金属氧化物或碳化物，包括类金属、类金属氧化物或碳化物，或
[0056] -有机颗粒如聚合物颗粒，
[0057] -无机及有机颗粒的混合物或复合物。
[0058] 颗粒⑷为：
[0059] -优选为无机颗粒、或其混合物或复合物，
[0060] -更优选为金属或类金属的氧化物及碳化物或其混合物或复合物，
[0061] -最优选为氧化铝、二氧化铈、氧化铜、氧化铁、氧化镍、氧化锰、二氧化硅、氮化硅、 碳化硅、氧化锡、氧化钛、碳化钛、氧化钨、氧化钇、氧化锆、或其混合物或复合物，
[0062]-尤其优选为氧化铝、二氧化铈、二氧化硅、氧化钛、氧化锆、或其混合物或复合物，
[0063] -尤其为二氧化硅颗粒，
[0064] -例如胶态二氧化硅颗粒。
[0065] 通常，胶态二氧化硅颗粒为通过湿式沈淀法制得。
[0066] 在其中（A)为有机颗粒或无机及有机颗粒的混合物或复合物的另一实施方案中， 有机颗粒优选为聚合物颗粒。聚合物颗粒可为均聚物或共聚物。后者可为（例如）嵌段共 聚物或统计共聚物。所述均聚物或共聚物可具有各种结构，例如直链、分支链、梳状、树枝 状、缠结或交联。所述聚合物颗粒可根据阴离子、阳离子、控制自由基、自由基机制并通过悬 浮或乳液聚合方法获得。优选地，所述聚合物颗粒为下列中的至少一个：聚苯乙烯、聚酯、醇 酸树脂、聚氨基甲酸酯、聚内酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚、聚（N-烷基 丙烯酰胺）、聚（甲基乙烯醚）、或包含乙烯基芳族化合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸 酐丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一个作为单体单元的共聚物、或 其混合物或复合物。其中，以具有交联结构的聚合物颗粒优选。
[0067] 该CMP组合物（Ql)包含至少一种两性非离子表面活性剂（B)，其具有 [0068] (bl)至少一个疏水性基团；及
[0069] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含
[0070] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元。
[0071] 该两性非离子表面活性剂（B)优选为水溶性和/或水分散性，更优选为水分散性。 "水溶性"意指本发明组合物的相关组分或成分可在分子水平上溶解于水相中。"水分散性" 意指本发明组合物的相关组分或成分可分散于水相中并形成稳定乳液或悬浮液。
[0072] 该两性非离子表面活性剂（B)包含至少一个疏水性基团（bl)。此意指该两性非离 子表面活性剂（B)可具有超过一个疏水性基团（bl)，例如2、3或更多个基团（bl)，其被至 少一个下文所述的亲水性基团（b2)彼此隔开。
[0073] 该疏水性基团（bl)优选为烷基，更优选为具有4至40个、最优选5至20个、尤其 优选7至18个、尤其10至16个（如11至14个）碳原子的烷基。
[0074] 该两性非离子表面活性剂（B)包含至少一个亲水性基团（b2)。此意指该两性非离 子表面活性剂（B)可含有超过一个基团（b2)，例如2、3或更多个基团（b2)，其被疏水性基 团（bl)彼此隔开。
[0075] 因此，该两性非离子表面活性剂（B)可具有不同的嵌段状通式结构。这种嵌段 状通式结构的实例为：（i)bl-b2 ;(ii)bl-b2-bl ;(iii)b2-bl-b2 ;(iv)b2-bl-b2-bl ;(v) bl-b2-bl-b2-bl ; (vi)b2-bl-b2-bl-b2。
[0076] 该亲水性基团（b2)选自聚氧化烯基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0077] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元。
[0078] 优选地，该亲水性基团（b2)为选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基 团包含：
[0079] (b21)氧化烯单体单元，及
[0080] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，
[0081] 所述单体单元（b21)与单体单元（b22)并不相同，且（b2)的所述聚氧化烯基团包 含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元（b21)和（b22)。
[0082] 更优选地，该亲水性基团（b2)为选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯 基团包含：
[0083] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0084] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，
[0085] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)。
[0086] 所述聚氧化烯基团可为低聚或聚合。
[0087] 在一个实施方案中，所述氧化烯单体单元（b21)优选为氧化乙烯单体单元。
[0088] 在另一实施方案中，所述氧化烯单体单元（b21)为经取代的氧化烯单体单元，其 中取代基选自烷基、环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基及烷基-环烷 基-芳基。所述氧化烯单体单元（b21)为：
[0089]-更优选为氧化乙烯单体单元或衍生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自 烷基、环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基及烷基-环烷基-芳基，
[0090] -最优选衍生自经烷基取代的环氧乙烷（X)，
[0091] -尤其优选衍生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自具有1至10个碳原子 的烧基，
[0092] -例如衍生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯）。
[0093] 优选地，所述除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元（b22)为经取代的氧化 烯单体单元，其中取代基选自烷基、环烷基、芳基、烷基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基 及烷基-环烷基-芳基。所述除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元（b22)为： [0094]-更优选衍生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自烷基、环烷基、芳基、烷 基-环烷基、烷基-芳基、环烷基-芳基及烷基-环烷基-芳基，
[0095]-最优选衍生自经烷基取代的环氧乙烷（X)，
[0096] -尤其优选衍生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自具有1至10个碳原子 的烧基，
[0097] -例如衍生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯）。
[0098] 所述经取代的环氧乙烷（X)的取代基本身也可具有惰性取代基，即不会不利地影 响环氧乙烷（X)的共聚合作用及两性非离子表面活性剂（B)的表面活性的取代基。这种惰 性取代基的实例为氟及氯原子、硝基及氰基。若存在所述惰性取代基，则其用量为使得其不 会不利地影响该两性非离子表面活性剂（B)的亲水-疏水平衡。优选地，所述经取代的环 氧乙烷（X)的取代基不具有这种惰性取代基。
[0099] 所述经取代的环氧乙烷（X)的取代基优选选自下列：具有1至10个碳原子的烷 基、具有5至10个碳原子的环烷基（呈螺环、环外和/或退火组态）、具有6至10个碳原子 的芳基、具有6至20个碳原子的烷基环烷基、具有7至20个碳原子的烷基-芳基、具有11 至20个碳原子的环烷基-芳基、及具有12至30个碳原子的烷基-环烷基-芳基。最优选 地，所述经取代的环氧乙烷（X)的取代基选自具有1至10个碳原子的烷基。
[0100] 尤其优选的经取代的环氧乙烷（X)的实例为甲基、乙基、2,2_及2,3_二甲基、 2, 2, 3-三甲基、2, 2, 3, 3-四甲基、2-甲基-3-乙基、2, 2及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、 苯基及萘基环氧乙烧；1，2-环氧-环己烧及-环戊烧；1-氧杂_3_螺[3. 4]-庚烧、1-氧 杂_3_螺[3. 5]-半烧；及1，2-环氧-2, 3-二氢化讳。
[0101] 最优选的经取代的环氧乙烷（X)的实例为甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基 环氧乙烷（氧化丁烯），尤其为甲基环氧乙烷。
[0102] 最优选地，亲水性基团（b2)为由单体单元（b21)和（b22)组成。
[0103] 在其中该亲水性基团（b2)包含单体单元（b21)和（b22)或为由其组成的实施方 案中，作为亲水性基团（b2)的聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单 体单元（b21)和（b22)。此意指一个亲水性基团（b2)可仅具有一种分布，即：
[0104] -无规：…-b21-b21-b22-b21-b22-b22-b22-b21-b22_...;
[0105] -交替：…-b21-b22-b21-b22-b21_...;
[0106] -梯度：...b21-b21-b21-b22-b21-b21-b22-b22-b21-b22-b22-b22-...;或
[0107] -嵌段状：…-b21-b21-b21-b21-b22-b22-b22-b22-..·。
[0108] 在其中该亲水性基团（b2)包含单体单元（b21)和（b22)或为由其组成的实施方 案中，该亲水性基团（b2)也可包含至少两种分布，例如具有无规分布的低聚或聚合嵌段及 具有交替分布的低聚或聚合嵌段。最优选地，该亲水性基团（b2)优选仅具有一种分布，且 最优选地，该分布为无规或嵌段状分布。
[0109] 在其中该亲水性基团（b2)包含单体单元（b21)和（b22)或为由其组成的实施方 案中，（b21)对（b22)的摩尔比可广泛变化，且因此可针对本发明的组合物、方法及用途的 特定需求作出最有利调整。优选地，该摩尔比（b21):(b22)为100:1至1:1，更优选60:1至 1.5:1，及最优选50:1至1.5:1，及尤其优选25:1至1.5:1，及尤其是15:1至2:1，及例如 9:1 至 2:1。
[0110] 作为亲水性基团（b2)的低聚及聚合聚氧化烯基团的聚合度也可广泛变化，且因 此可针对本发明的组合物、方法及用途的特定需求作出最有利调整。优选地，该聚合度为于 5至100,优选5至90,及最优选5至80的范围内。
[0111] 尤其是，该两性非离子表面活性剂（B)为两性非离子聚氧化乙烯-聚氧化丙烯烷 基醚表面活性剂，其为平均含有具有10至16个碳原子的烷基及呈无规分布的5至20个氧 化乙烯单体单元（b21)及2至8个氧化丙烯单体单元（b22)的分子的混合物。例如，该两性 非离子表面活性剂（B)为两性非离子聚氧化乙烯-聚氧化丙烯烷基醚表面活性剂，其为平 均含有具有11至14个碳原子的烷基及呈无规分布的12至20个氧化乙烯单体单元（b21) 及3至5个氧化丙烯单体单元（b22)的分子的混合物。
[0112] 该两性非离子表面活性剂（B)可以各种用量包含于CMP组合物（Ql)中。优选地， 基于该组合物（Ql)的总重量计，（B)的用量为不超过10重量％，更优选不超过3重量％， 最优选不超过1重量％，尤其优选不超过〇. 5重量％，尤其不超过0. 25重量％，例如不超过 0.15重量％。优选地,基于该组合物（Ql)的总重量计，（B)的用量为至少0.0001重量％, 更优选至少〇. 〇〇 1重量％，最优选至少〇. 008重量％，尤其优选至少0. 02重量％，尤其至少 0. 05重量％，例如至少0. 08重量％。
[0113] 一般而言，该两性非离子表面活性剂（B)可具有不同重量平均分子量。（B)的重量 平均分子量优选为至少300,更优选至少500,最优选至少700,尤其至少800,例如至少900。 (B)的重量平均分子量优选为不超过15, 000,更优选不超过6, 000,最优选不超过3, 000,尤 其不超过2, 000,例如不超过1，400 [g/mol]，此为通过凝胶渗透层析法（下文缩写为"GPC"） 测得。尤其是，由GPC测定的⑶的重量平均分子量为900至1，400 [g/mol]。该GPC为本 领域熟练技术人员已知的标准GPC技术。
[0114] 一般而言，两性非离子表面活性剂（B)在水性介质中的溶解度可在大范围内变 化。（B)在pH7、25°C、大气压下的水中的溶解度优选为至少lg/L，更优选至少5g/L，最优选 至少20g/L，尤其至少50g/L，例如至少150g/L。该溶解度可通过蒸发溶剂并测量饱和溶液 中的剩余质量加以测定。
[0115] 该CMP组合物（Q2)包含至少一种两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)，其具有
[0116] (cl)至少一个疏水性基团，其为具有不超过8个碳原子的烷基；及
[0117] (c2)至少一个亲水性基团，其为聚氧化乙烯基团；
[0118] 该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)优选为水溶性和/或水分散性，更优选 水分散性。"水溶性"意指本发明组合物的相关组分或成分可在分子水平上溶解于水相中。 "水分散性"意指本发明组合物的相关组分或成分可分散于水相中并形成稳定乳液或悬浮 液。
[0119] 该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)包含至少一个疏水性基团（cl)。此意 指（C)可具有超过一个疏水性基团（Cl),例如2、3或更多个基团（Cl),其被至少一个下文 所述的亲水性基团（c2)彼此隔开。
[0120] 该疏水性基团（cl)为具有不超过8个碳原子的烷基，优选具有不超过7个碳原子 的烷基，更优选具有3至7个碳原子、最优选4至7个碳原子、尤其5至6个碳原子的烷基。
[0121] 该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)包含至少一个亲水性基团（c2)。此意 指该两性非离子表面活性剂（C)可含有超过一个亲水性基团（c2)，例如2、3或更多个基团 (c2)，其被疏水性基团（cl)彼此隔开。
[0122] 因此，该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)可具有不同的嵌段状通式结构。 这种嵌段状通式结构的实例为：
[0123] -cl-c2,
[0124] -cl-c2-cl,
[0125] -c2-cl-c2,
[0126] -c2-cl-c2-cl,
[0127] -cl-c2-cl-c2_cl，及
[0128] _c2_cl_c2_cl _c2。
[0129] 该亲水性基团（c2)为聚氧化乙烯基团，其可为低聚或聚合。
[0130] 作为亲水性基团（c2)的所述低聚及聚合聚氧化乙烯基团的聚合度可广泛变化， 且因此可针对本发明的组合物、方法及用途的特定需求作出最有利调整。优选地，该聚合度 为于5至100,优选5至90,及最优选5至80的范围内。
[0131] 该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)可以各种用量包含于该CMP组合物（Q2) 中。优选地，基于该组合物（Q2)的总重量计，（C)的用量为不超过10重量％，更优选不超过 3重量％,最优选不超过1重量％ ,尤其优选不超过0. 5重量％ ,尤其不超过0. 25重量％ ,例 如不超过0. 15重量％。优选地，基于该组合物（Q2)的总重量计，（C)的用量为至少0.0001 重量％，更优选至少〇. 〇〇 1重量％，最优选至少〇. 008重量％，尤其优选至少0. 02重量％， 尤其至少0. 05重量％，例如至少0. 08重量％。
[0132] -般而言，该两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)可具有不同重量平均分子 量。（C)的重量平均分子量优选为至少100,更优选至少150,最优选至少200,尤其至少250， 例如至少300。（C)的重量平均分子量优选为不超过10, 000,更优选不超过3, 000,最优选 不超过1，000,尤其不超过700,例如不超过400 [g/mol]，此为通过凝胶渗透层析法（下文缩 写为"GPC"）测得。尤其是，由GPC测定的（C)的重量平均分子量为200至1，000 [g/mol]。 该GPC为本领域熟练技术人员已知的标准GPC技术。
[0133] -般而言，两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂（C)在水性介质中的溶解度可在大 范围内变化。（C)在pH 7、25°C、大气压下的水中的溶解度优选为至少lg/L，更优选至少5g/ L，最优选至少20g/L，尤其至少50g/L，例如至少150g/L。该溶解度可通过蒸发溶剂并测量 饱和溶液中的剩余质量加以测定。
[0134] 根据本发明，该CMP组合物（Ql)或（Q2)包含水性介质（M)。（M)可为一种类型或 不同类型水性介质的混合物。
[0135] 一般而言，该水性介质（M)可为任何含水介质。优选地，该水性介质（M)为水及可 与水混溶的有机溶剂（例如醇，优选C 1至C3醇、或烷二醇衍生物）的混合物。更优选地，该 水性介质（M)为水。最优选地，该水性介质（M)为去离子水。
[0136] 若除（M)以外的组分的用量总计为该CMP组合物的y重量％，则（M)的用量为该 CMP组合物的（100 - y)重量％。
[0137] 该水性介质（M)可以各种用量包含于该CMP组合物（Ql)或（Q2)中。优选地，基于 该组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（M)的用量为不超过99. 9重量％，更优选不超过99. 7 重量％，最优选不超过99. 5重量％,尤其优选不超过99重量％,尤其不超过98. 5重量％, 例如不超过98重量％。优选地，基于该组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（M)的用量为至 少60重量％，更优选至少70重量％，最优选至少80重量％，尤其优选至少90重量％，尤其 至少93重量％，例如至少96重量％。
[0138] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)可另外任选地包含至少一种氧化剂（D)，优选一至两 种氧化剂（D)，更优选一种氧化剂（D)。就组合物（Ql)而言，该氧化剂（D)为不同于组分 (A)及（B)。就组合物（Q2)而言，该氧化剂（D)为不同于组分（A)及（C)。一般而言，该氧 化剂为可使待抛光基材或其中一层氧化的化合物。优选地，（D)为过氧型氧化剂。更优选 地，（D)为过氧化物、过硫酸盐、高氯酸盐、高溴酸盐、高碘酸盐、高锰酸盐或其衍生物。最优 选地，（D)为过氧化物或过硫酸盐。尤其是，（D)为过氧化物。例如，（D)为过氧化氢。
[0139] 若该氧化剂（D)存在，则其可以各种用量包含在该CMP组合物（Ql)或（Q2)中。优 选地，基于该组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（D)的用量为不超过20重量％，更优选不超 过10重量％,最优选不超过5重量％ ,尤其不超过3. 5重量％ ,例如不超过2. 7重量％。优 选地，基于该组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（D)的用量为至少0. 01重量％，更优选至少 0. 08重量％，最优选至少0. 4重量％，尤其至少0. 75重量％，例如至少1重量％。若使用过 氧化氢作为氧化剂（D)，则基于该组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（D)的用量优选为1重 量％至5重量％，更优选2重量％至3. 5重量％，例如2. 5重量％。
[0140] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)可另外任选地包含至少一种杀生物剂（E)，例如一种杀 生物剂。就组合物（Ql)而言，该杀生物剂（E)为不同于组分（A)及（B)。就组合物（Q2)而 言，该杀生物剂（E)为不同于组分（A)及（C)。一般而言，该杀生物剂为通过化学或生物方 法阻止任何有害有机体、使其无害或对其产生控制效果的化合物。优选地，（E)为季铵化合 物、异噻唑啉酮基化合物、N-取代重氮烯榻' (diazenium)二氧化盐或N-羟基-重氮烯 氧化盐。更优选地，（E)为N-取代重氮烯·榻二氧化盐或N-羟基-重氮烯·榻'.氧化盐。
[0141] 若该杀生物剂（E)存在，则其可以各种用量包含。若（E)存在，则基于相应组合物 的总重量计，（E)的用量优选为不超过0.5重量％，更优选不超过0.1重量％，最优选不超 过0.05重量％，尤其不超过0.02重量％，例如不超过0.008重量％。若（E)存在，则基于 相应组合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（E)的用量优选为至少0.0001重量％，更优选至少 0. 0005重量％，最优选至少0. 001重量％，尤其至少0. 003重量％，例如至少0. 006重量％。
[0142] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)可另外任选地包含至少一种腐蚀抑制剂（F)，例如一 种腐蚀抑制剂。就组合物（Ql)而言，该腐蚀抑制剂（F)为不同于组分（A)及（B)。就组合 物（Q2)而言，该腐蚀抑制剂（F)为不同于组分（A)及（C)。一般而言，所有在III-V族材料 (例如GaAs)的表面上形成保护性分子层的化合物均可用作腐蚀抑制剂。优选的腐蚀抑制 剂（F)为硫醇、薄膜形成聚合物、多元醇、二唑、三唑、四唑及其衍生物，例如苯并三唑或甲 苯并三唑。
[0143] 若该腐蚀抑制剂（F)存在，则其可以各种用量包含。若（F)存在，则基于相应组合 物的总重量计，（F)的用量优选为不超过10重量％，更优选不超过2重量％，最优选不超过 0.5重量％，尤其不超过0. 1重量％，例如不超过0.05重量％。若（F)存在，则基于相应组 合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（F)的用量优选为至少0. 0005重量％，更优选至少0. 005重 量％，最优选至少0. 025重量％，尤其至少0. 1重量％，例如至少0. 4重量％。
[0144] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)的性质（如稳定性及抛旋光性能）可取决于相应组合 物的pH。一般而言，该CMP组合物（Ql)或（Q2)可具有任何pH值。该组合物（Ql)或（Q2) 的PH值优选为不超过10,更优选不超过9,最优选不超过8,尤其优选不超过7,尤其最优选 不超过6,尤其不超过5,例如不超过4. 5。该组合物（Ql)或（Q2)的pH值优选为至少0,更 优选至少1，最优选至少1. 5,尤其优选至少2,尤其最优选至少2. 5,尤其至少3,例如至少 3. 5。该组合物（Ql)或（Q2)的pH值优选为在0至9,更优选1至8,最优选2至7,尤其优 选2. 5至5. 5,尤其最优选3至5,尤其3. 5至4. 5,例如3. 8至4. 2的范围内。
[0145] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)可另外任选地包含至少一种pH调节剂（G)。就组合 物（Ql)而言，该PH调节剂（G)为不同于组分㈧及（B)。就组合物（Q2)而言，该pH调节 剂（G)为不同于组分㈧及（C)。一般而言，该pH调节剂（G)为添加至该CMP组合物（Ql) 或（Q2)中以将其pH值调节至所需值的化合物。优选地，该CMP组合物（Ql)或（Q2)包含 至少一种pH调节剂（G)。优选pH调节剂为无机酸、羧酸、胺碱、碱金属氢氧化物、氢氧化铵 (包括氢氧化四烷基铵）。例如，该pH调节剂（G)为硝酸、硫酸、氨、氢氧化钠或氢氧化钾。
[0146] 若该pH调节剂（G)存在，则其可以各种用量包含。若（G)存在，则基于相应组合 物的总重量计，（G)的用量为优选不超过10重量％，更优选不超过2重量％，最优选不超过 0.5重量％，尤其不超过0. 1重量％，例如不超过0.05重量％。若（G)存在，则基于相应组 合物（Ql)或（Q2)的总重量计，（G)的用量为优选至少0. 0005重量％，更优选至少0. 005重 量％，最优选至少0. 025重量％，尤其至少0. 1重量％，例如至少0. 4重量％。
[0147] 若需要，则该CMP组合物（Ql)或（Q2)也可包含至少一种其他添加剂，其包括（但 不限于）稳定剂、表面活性剂、减摩剂等。就组合物（Ql)而言，该其他添加剂为不同于组分 ㈧及（B)。就组合物（Q2)而言，该其他添加剂为不同于组分㈧及（C)。所述其他添加剂 为（例如）彼等常用于CMP组合物中并因此为本领域熟练技术人员所知的添加剂。该添加 可（例如）使分散液稳定，或改善抛旋光性能或不同层之间的选择性。
[0148] 若该其他添加剂存在，则其可以各种用量包含。优选地，基于相应CMP组合物的总 重量计，所述其他添加剂的总量为不超过10重量％，更优选不超过2重量％，最优选不超 过0. 5重量％ ,尤其不超过0. 1重量％ ,例如不超过0. 01重量％。优选地,基于相应组合物 (Ql)或（Q2)的总重量计，所述其他添加剂的总量为至少0. 0001重量％，更优选至少0. 001 重量％，最优选至少〇. 008重量％，尤其至少0. 05重量％，例如至少0. 3重量％。
[0149] 根据优选实施方案（PEl)，进行包括在CMP组合物（Ql)存在下对包含GaN、GaP、 GaAs、GaSb、AlAs、AIN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAIN、GalnN、InGaAlAs、 InGaAsP、InGaP、AllnP、GaAlSb、GalnSb、GaAlAsSb 或 GaInAsSb 的基材或层化学机械抛光 的制造半导体装置的方法，该CMP组合物（Ql)包含：
[0150] ⑷二氧化硅颗粒，
[0151] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0152] (bl)至少一个疏水性基团，其为烷基；及
[0153] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0154] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0155] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍 生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自具有1至10个碳原子的烷基，
[0156] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)，及
[0157] (M)水性介质。
[0158] 根据优选实施方案（PE2)，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP 组合物（Ql)存在下对包含GaAs的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0159] ⑷二氧化硅颗粒；
[0160] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0161] (bl)至少一个疏水性基团，其为具有5至20个碳原子的烷基；及
[0162] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0163] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0164] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍 生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自具有1至10个碳原子的烷基，
[0165] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)，及
[0166] (M)水性介质。
[0167] 根据优选实施方案（PE3)，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP 组合物（Ql)存在下对包含GaAs的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0168] (A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物，
[0169] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0170] (bl)至少一个疏水性基团，其为具有5至20个碳原子的烷基；及
[0171] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含
[0172] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0173] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍 生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯），
[0174] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)，及
[0175] (M)水性介质。
[0176] 根据优选实施方案（PE4)，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP 组合物（Ql)存在下对包含GaAs的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0177] ⑷二氧化硅颗粒，
[0178] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0179] (bl)至少一个疏水性基团，其为具有5至20个碳原子的烷基；及
[0180] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0181] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0182] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍 生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯），
[0183] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)，
[0184] (D)氧化剂，及
[0185] (M)水性介质。
[0186] 根据优选实施方案（PE5)，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP 组合物（Ql)存在下对包含GaAs的基材或层进行化学机械抛光，该组合物具有1至8的pH 值且包含：
[0187] ⑷二氧化硅颗粒，
[0188] (B)至少一种两性非离子表面活性剂，其具有
[0189] (bl)至少一个疏水性基团，其为具有5至20个碳原子的烷基；及
[0190] (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含：
[0191] (b21)氧化乙烯单体单元，及
[0192] (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍 生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯），
[0193] (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元 (b21)和（b22)，
[0194] (D)氧化剂，及
[0195] (M)水性介质。
[0196] 根据优选实施方案（PE6)，本发明涉及一种制造半导体装置的方法，其包括在CMP 组合物（Q2)存在下对包含GaAs的基材或层进行化学机械抛光，该组合物包含：
[0197] ⑷二氧化硅颗粒，
[0198] (C)至少一种两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂，其具有
[0199] (cl)至少一个疏水性基团，其为具有4至7个碳原子的烷基；及 [0200] (c2)至少一个亲水性基团，其为聚氧化乙烯基团；
[0201] (D)作为氧化剂的过氧化氢，及
[0202] (M)水性介质。
[0203] 制备CMP组合物的方法为众所周知。这种方法可用以制备CMP组合物（Ql)或 (Q2)。此可通过将上述组分（A)及（B)分散或溶解于水性介质（M)(优选为水）中并任选 地通过添加酸、碱、缓冲剂或pH调节剂调节pH值来进行。为此目的，可使用已知的标准混 合方法及混合装置，如搅拌槽、高剪切叶轮、超音波混合器、均质器喷嘴或逆流混合器。
[0204] 该CMP组合物（Ql)优选为通过将颗粒（A)分散于水性介质（M)中，将两性非离子 表面活性剂（B)及任选地的其他添加剂分散和/或溶解于水性介质（M)中来制备。该CMP 组合物（Q2)优选为通过将颗粒（A)分散于水性介质（M)中，将两性非离子聚氧化乙烯表面 活性剂（C)及任选地的其他添加剂分散和/或溶解于水性介质（M)中来制备。
[0205] 抛光方法为众所周知，且可利用程序及设备，在常用于制造具有集成电路的晶片 中的CMP的条件下进行。对可用于进行抛光方法的设备并无限制。
[0206] 如此项技术中已知，用于CMP方法的典型设备为由覆盖有抛光垫的旋转压板组 成。另外，已使用轨道式抛光器。晶片为安装在载具或卡盘上。接受加工的晶片面为面向 抛光垫（单侧抛光制程）。扣环将该晶片固定在水平位置。
[0207] 在该载具下，大直径压板通常也为水平放置，并提供与待抛光晶片面平行的表面。 该压板上的抛光垫在平坦化制程期间与该晶片表面接触。
[0208] 为产生材料损失，将该晶片按压于该抛光垫上。通常使该载具及该压板均围绕其 各自轴（自该载具及该压板垂直延伸）旋转。该旋转载具轴可相对于旋转压板保持固定在 原位，或可相对于该压板水平振动。该载具的旋转方向通常（但不一定）为与该压板的旋转 方向相同。该载具及压板的旋转速度通常（但不一定）为设定在不同值。在本发明的CMP 方法期间，该CMP组合物（Ql)或（Q2)通常为作为连续流或以逐滴方式施加于该抛光垫上。 通常，将该压板的温度设定为10至70°C的温度。
[0209] 可通过平板将负荷施加于该晶片上，该平板为由（例如）覆盖有通常称为背衬薄 膜的软垫的钢制成。若使用更先进的设备，则负载有空气或氮气压力的挠性膜将该晶片压 在该抛光垫上。当使用硬抛光垫时，该膜载具优选为用于低下压力制程，因为该晶片上的下 压力分布为比具有硬压板设计的载具更均匀。根据本发明，也可使用可选择性控制该晶片 上的压力分布的载具。其通常为设计成具有许多可相互独立地负载至某种程度的不同腔 室。
[0210] 就其他细节而言，请参考WO 2004/063301 A1，尤其是，结合图2参考第16页第 [0036]段至第18页第[0040]段。
[0211] 藉助本发明的CMP方法，可得到具有最优选功能且包含介电层的具有集成电路的 晶片。
[0212] 该CMP组合物（Ql)或（Q2)可作为即用型浆液用于CMP方法中，其具有长储存寿 命且在长时间内显示稳定粒度分布。因此，其易于操作及储存。其显示最优选的抛旋光性 能，尤其就低静态蚀刻速率及产生极少毒性气体AsH 3而言。由于其组分的含量被降低至最 低限度，故可以成本有效的方式使用或应用本发明的CMP组合物（Ql)或（Q2)及CMP方法。
[0213] 实施例及比较例
[0214] CMP实验的一般程序
[0215] 为评估台式抛光器，选择以下参数：
[0216] 程序设定：Power Pro 5000抛光器；工作台/载具200/150rpm ;下压力 2. 5psi (17238Pa);浆液流速20mL/min ;抛光垫IC 1000 ;就比较例V1-V2及实施例1及2 而言，抛光时间为3分钟；浆液流速18mL/min ;抛光垫IC 1000 ;就比较例V3-V6及实施例3 及4而言，抛光时间为1分钟。
[0217] 在将新型CMP组合物用于CMP之前，通过若干次清扫处理抛光垫。为测定移除速 率，对至少三个晶片进行抛光，并取由这些实施例获得的数据的平均值。
[0218] 在本地供应站搅拌该CMP组合物。
[0219] 待抛光物体：未结构化GaAs晶片
[0220] 利用Sartorius LA310 S天平，通过涂层晶片或毯覆式圆盘在CMP前后的重量差 异测定以该CMP组合物抛光2英寸（=5. 08cm)圆盘的GaAs材料移除速率（在下文中称 为"GaAs-MRR"）。由于已知经抛光材料的密度（就GaAs而言为5. 32g/cm3)及表面积，故 可将该重量差异转化成膜厚度差异。该膜厚度差异除以抛光时间便得到该材料移除率的数 值。
[0221] 通过在60°C下将Ixl英寸（2. 54x2. 54cm)GaAs试样块浸渍于相应组合物中 5分钟并测量浸渍前后的质量损失来测定GaAs层的热静态蚀刻速率（在下文中称为 "GaAs-hSER"）。
[0222] 通过来自DrSger公司的移动氢化物侦测器（其安装在抛光垫上方IOcm处）测 定所产生的AsH3气体量。该装置具有显示大气中AsH3的当前浓度的数字显示器。
[0223] 待抛光物体：未结构化SiO2晶片
[0224] 利用Sartorius LA310 S天平，通过涂层晶片或毯覆式圆盘在CMP前后的重量差 异测定以该CMP组合物抛光2英寸（=5. 08cm)圆盘的SiO2材料移除速率（在下文中称 为"氧化物-MRR"）。由于已知经抛光材料的密度（就SiO 2而言为I. 9g/cm3)及表面积，故 可将该重量差异转化成膜厚度差异。该膜厚度差异除以抛光时间便得到该材料移除率的数 值。
[0225] 用作颗粒（A)的二氧化硅颗粒为属于NexSil?(Nyacol)类。NexSil?125K为钾稳 定型胶态二氧化硅，其具有85nm的典型粒度及35m 2/g的典型表面积。
[0226] (Z)为两性非离子聚氧化乙烯-聚氧化丙烯烷基醚表面活性剂，其为平均含有具 有11至14个碳原子的烷基及呈无规分布的12至20个氧化乙烯单体单元及3至5个氧化 丙烯单体单元的分子的混合物。（Z)的重量平均分子量为900至1，500[g/mol]。
[0227] Emulan HE 50为两性非离子聚氧化乙烯烷基醚表面活性剂，且为已与5个环氧乙 烷单元反应的C4-C8醇（参见US 2007/0185256 Al)。
[0228] 制备浆液的标准程序：
[0229] 将组分（A)、⑶或（C)、及（D)(各自用量为如表1及表2中所示）分散或溶解于 去离子水中。通过将10% KOH水溶液或HNO3(0. 1% -10% )水溶液添加至该浆液中来调节 pH。利用 pH 电极（Schott, blue line, pH 0-14/-5…100°C /3mol/L 氯化钠）测量 pH 值。
[0230] 实施例1、2、3及4(用于本发明方法的组合物）及比较例VI、V2及V3(比较组合 物）及V4 - V6 (不同抛光基材）。
[0231] 制备含有如表1中所列组分的水性分散液，以提供实施例1、2、3及4及比较例VI、 V2及V3的CMP组合物。
[0232] 实施例1、2、3及4及比较例Vl、V2及V3的CMP组合物的调配物及抛旋光性能数 据为不于表1中：
[0233] 表1 :实施例1至4及比较例Vl至V3的CMP组合物、其pH值、GaAs-hSER数据及 其在利用这些组合物对2英寸（=5. 08cm)未结构化GaAs晶片进行化学机械抛光的过程中 的GaAs-MRR，其中所述CMP组合物的水性介质（M)为去离子水。组分（A)、（B)、（C)及（D) 的含量为基于相应CMP组合物的重量计，并以重量百分比（重量％ )指出。若除（M)外的 组分的含量总计为该CMP组合物的y重量％，则（M)的含量为该CMP组合物的（100 - y)重 量％。
[0234]
【权利要求】
1. 一种制造半导体装置的方法，其包括在化学机械抛光组合物（Q1)存在下对含有至 少一种III-V族材料的基材或层进行化学机械抛光，所述组合物（Q1)包含： (A) 无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物， (B) 至少一种两性非离子表面活性剂，其具有 (bl)至少一个疏水性基团；及 (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含： (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元；及 (M)水性介质。
2. 如权利要求1的方法，其中所述III-V族材料为GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlAs、A1N、 InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AlInP、 GaAlSb、GalnSb、GaAlAsSb 或 GalnAsSb。
3. 如权利要求1的方法，其中所述III-V族材料为GaAs。
4. 如权利要求1-3中任一项的方法，其中所述亲水性基团（b2)为选自聚氧化烯基团的 亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含： (b21)氧化烯单体单元，及 (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元， 所述单体单元（b21)与单体单元（b22)并不相同，且（b2)的所述聚氧化烯基团包含呈 无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元（b21)和（b22)。
5. 如权利要求1-4中任一项的方法，其中所述亲水性基团（b2)为选自聚氧化烯基团的 亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含： (b21)氧化乙烯单体单元，及 (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元， (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元（b21) 和（b22)。
6. 如权利要求1-5中任一项的方法，其中所述组合物（Q1)具有于1至8范围内的pH 值。
7. 如权利要求1-6中任一项的方法，其中所述组合物（Q1)另外包含（D)至少一种氧化 剂。
8. 如权利要求1-7中任一项的方法，其中所述疏水性基团（bl)为具有5至20个碳原 子的烧基。
9. 如权利要求1-8中任一项的方法，其中所述除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体 单元（b22)衍生自经取代的环氧乙烷（X)，其中取代基选自具有1至10个碳原子的烷基。
10. 如权利要求1-9中任一项的方法，其中所述除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单 体单元（b22)衍生自甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯）。
11. 如权利要求1-10中任一项的方法，其中所述颗粒（A)为二氧化硅颗粒。
12. 如权利要求1-11中任一项的方法，其中所述组合物（Q1)包含： (A) 二氧化硅颗粒， (B) 至少一种两性非离子表面活性剂，其具有 (bl)至少一个疏水性基团，其为具有5至20个碳原子的烷基；及 (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含： (b21)氧化乙烯单体单元，及 (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元，其中所述氧化烯单体单元衍生自 甲基环氧乙烷（氧化丙烯）和/或乙基环氧乙烷（氧化丁烯）， (b2)的所述聚氧化烯基团包含呈无规、交替、梯度和/或嵌段状分布的单体单元（b21) 和（b22)， (D)氧化剂，及 (M)水性介质。
13. 化学机械抛光组合物（Q1)在对含有至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机 械抛光中的用途，所述组合物（Q1)包含： (A) 无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物 (B) 至少一种两性非离子表面活性剂，其具有 (bl)至少一个疏水性基团；及 (b2)至少一个选自聚氧化烯基团的亲水性基团，所述聚氧化烯基团包含： (b22)除氧化乙烯单体单元以外的氧化烯单体单元；及 (M)水性介质。
14. 一种制造半导体装置的方法，其包括在化学机械抛光组合物（Q2)存在下对包含至 少一种III-V族材料的基材或层进行化学机械抛光，所述组合物（Q2)包含： (A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物， (C) 至少一种两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂，其具有 (cl)至少一个疏水性基团，其为具有不超过8个碳原子的烷基；及 (c2)至少一个亲水性基团，其为聚氧化乙烯基团；及 (M)水性介质。
15. 化学机械抛光组合物（Q2)在对含有至少一种III-V族材料的基材或层进行化学机 械抛光中的用途，所述组合物（Q2)包含： (A)无机颗粒、有机颗粒、或其混合物或复合物， (C)至少一种两性非离子聚氧化乙烯表面活性剂，其具有 (cl)至少一个疏水性基团，其为具有不超过8个碳原子的烷基；及 (c2)至少一个亲水性基团，其为聚氧化乙烯基团；及 (M)水性介质。
【文档编号】H01L21/306GK104364331SQ201380026727
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2012年5月23日
【发明者】Y·李, B·M·诺勒, C·吉洛特, D·弗朗茨 申请人:巴斯夫欧洲公司