Композиция для химико-механической полировки (смр), содержащая неионное поверхностно-активное вещество и карбонатную соль

Композиция для химико-механической полировки (смр), содержащая неионное поверхностно-активное вещество и карбонатную соль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение по существу относится к СМР композиции для химико-механической полировки (далее применяется аббревиатура СМР), содержащей неионное поверхностно-активное вещество и карбонатную или гидрокарбонатную соль.

Уровень техники

В полупроводниковой промышленности химико-механическая полировка представляет собой хорошо известную методику, применяемую при производстве современных фотонных, микроэлектромеханических и микроэлектронных материалов и устройств, таких как полупроводниковые пластины.

В ходе получения материалов и устройств, применяемых в полупроводниковой промышленности, СМР применяется для выравнивания металлических и/или оксидных поверхностей. В СМР применяется взаимодействие химического и механического действия для достижения планарности поверхностей, подлежащих полировке. Химическое действие обеспечивается химической композицией, также упоминаемой как СМР композиция или СМР суспензия. Механическое действие, как правило, осуществляется посредством полировальника, который, как правило, прижимается к поверхности, подлежащей полировке, и устанавливается на подвижной платформе. Движение плиты, как правило, является линейным, вращательным или орбитальным.

На стадии типичного способа СМР вращающийся держатель пластин приводит пластину, подлежащую полировке, в контакт с полировальником. СМР композиция, как правило, наносится между пластиной, подлежащей полировке, и полировальником.

СМР композиции, содержащие поверхностно-активное вещество и/или карбонатную соль, хорошо известны из уровня техники и описаны в нем, например, в следующих ссылочных источниках.

В JP 2003-100671 А раскрывается способ полировки полупроводниковых пластин с применением щелочного водного раствора, который был смешан с поверхностно-активным веществом с получением полирующей жидкости, где к раствору могут быть добавлены NaHCO₃ и КНСО₃. Поверхностно-активным веществом может быть неионное поверхностно-активное вещество.

В US 2009/0298290 А1 раскрывается полирующая жидкость, которая применяется для химико-механической полировки материального тела, содержащего по меньшей мере (i) первый слой, содержащий полисиликон или модифицированный полисиликон, и (ii) второй слой, содержащий по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из диоксида кремния, нитрида кремния, карбида кремния, карбонитрида кремния, оксикарбида кремния и оксинитрида кремния, причем полирующая жидкость имеет значение рН от 1.5 до 7.0, содержит (1) коллоидные частицы диоксида кремния, (2) органическую кислоту и (3) анионное поверхностно-активное вещество и способна селективно полировать второй слой относительно первого слоя. Для того чтобы установить значение рН полирующей жидкости, щелочь/кислота буфер могут применяться. Примеры буферизующего агента включают - среди прочего - карбонаты, такие как карбонат натрия.

В US 2009/311864 А1 раскрывается полирующая суспензия, применяемая при химико-механической полировке барьерного слоя и промежуточной диэлектрической пленки в полупроводниковой интегрирующей схеме, причем полирующая суспензия содержит: абразивное вещество; окислитель; антикоррозионное вещество; кислоту; поверхностно-активное вещество и соединение включения, где полирующая суспензия имеет значение рН менее 5. Щелочь/кислота, буферизующий агент могут применяться для установления значения рН. Примеры буферизующего агента включают - среди прочего - карбонаты, такие как карбонат натрия.

Задачи настоящего изобретения

Одной из задач настоящего изобретения является обеспечение СМР композиции и способа СМР, подходящих для химико-механической полировки подложек, применяемых в полупроводниковой промышленности, особенно подложек, содержащих:

(1) медь, и/или

(2) тантал, нитрид тантала, титан, нитрид титана, рутений, кобальт или их сплавы,

и показывающих улучшенную эффективность полировки, особенно

(i) высокий удельный съем материала (MRR) подложки, предпочтительно полируемой, например нитрида тантала,

(ii) низкий удельный съем материала (MRR) подложки, предпочтительно не полируемой, например меди и/или материала с низкой диэлектрической проницаемостью,

(iii) безопасность и уменьшение опасных побочных продуктов до минимума, или

(iv) комбинацию (i), (ii), (iii).

Кроме того, СМР композиция должна представлять собой стабильную композицию или дисперсию, где никакого разделения фаз не должно происходить. Более того, способ СМР должен быть легким в применении и состоять из настолько малого количества стадий, насколько возможно.

Поскольку барьерные слои и материалы с низкой диэлектрической проницаемостью или материалы с ультранизкой диэлектрической проницаемостью присутствуют в применяемых полупроводниковых подложках, СМР композиция согласно настоящему изобретению должна предпочтительно удалять барьерные слои и поддерживать целостность материалов с низкой диэлектрической проницаемостью и материалов с ультранизкой диэлектрической проницаемостью, т.е. она должна иметь особенно высокую селективность к барьерному слою по сравнению с материалами с низкой диэлектрической проницаемостью или материалами с ультранизкой диэлектрической проницаемостью в отношении MRR. В частности, поскольку слои меди, барьерные слои и материалы с низкой диэлектрической проницаемостью или материалы с ультранизкой диэлектрической проницаемостью присутствуют в подложке, подлежащей полировке, СМР композиция согласно настоящему изобретению должна показывать, насколько возможно, комбинацию следующих свойств: (а) высокий MRR барьерного слоя, (b) низкий MRR слоя меди, (с) низкий MRR материалов с низкой диэлектрической проницаемостью или материалов с ультранизкой диэлектрической проницаемостью, (d) высокая селективность к барьерному слою по сравнению со слоем меди в отношении MRR, (е) высокая селективность к барьерному слою по сравнению с материалами с низкой диэлектрической проницаемостью или материалами с ультранизкой диэлектрической проницаемостью в отношении MRR. Наиболее конкретно, поскольку слои меди, слои тантала или нитрида тантала и материалы с низкой диэлектрической проницаемостью или материалы с ультранизкой диэлектрической проницаемостью присутствуют в подложке, подлежащей полировке, СМР композиция согласно настоящему изобретению должна показывать, насколько возможно, комбинацию следующих свойств: (а') высокий MRR тантала или нитрида тантала, (b') низкий MRR слоя меди, (с') низкий MRR материалов с низкой диэлектрической проницаемостью или материалов с ультранизкой диэлектрической проницаемостью, (d') высокая селективность к танталу или нитриду тантала по сравнению с медью в отношении MRR и (е') высокая селективность к нитриду тантала по сравнению с материалами с низкой диэлектрической проницаемостью или материалами с ультранизкой диэлектрической проницаемостью. Кроме того, СМР композиция согласно настоящему изобретению должна показывать длительный срок службы при сохранении высокого MRR барьерного слоя.

Сущность изобретения

Соответственно, была разработана композиция (Q) для химико-механической полировки (СМР), которая содержит

(A) неорганические частицы, органические частицы, или их смесь, или композит, где частицы находятся в форме кокона,

(B) неионное поверхностно-активное вещество,

(C) карбонатную или гидрокарбонатную соль,

(D) спирт, и

(М) водную среду.

Кроме того, был разработан способ получения полупроводникового устройства, включающий химико-механическую полировку подложки в присутствии композиции СМР (Q), который выполняет задачи настоящего изобретения.

Более того, было предложено применение композиции СМР (Q) для полировки подложек, которые применяются в полупроводниковой промышленности, которое выполняет задачи настоящего изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения раскрываются в формуле изобретения и в описании изобретения. Очевидно, что комбинации предпочтительных вариантов выполнения настоящего изобретения входят в объем настоящего изобретения.

Был разработан способ получения полупроводниковых устройств, включающий химико-механическую полировку подложки в присутствии композиции СМР (Q). Другой способ согласно настоящему изобретению представляет собой способ химико-механической полировки подложки (S), применяемой в полупроводниковой промышленности, в присутствии композиции СМР (Q). СМР композиция (Q) применяется для химико-механической полировки подложки (S), применяемой в полупроводниковой промышленности. Указанной подложкой (S) наиболее предпочтительно является подложка, содержащая:

(i) медь, и/или

(ii) тантал, нитрид тантала, титан, нитрид титана, рутений, кобальт или их сплавы.

Указанной подложкой (S) наиболее предпочтительно является подложка, содержащая

(i) медь, и

(ii) тантал, нитрид тантала, титан, нитрид титана, рутений, кобальт или их сплавы, и

(iii) материал с низкой диэлектрической проницаемостью.

Указанной подложкой (S) наиболее предпочтительно является подложка, содержащая

(i) медь, и

(ii) тантал или нитрид тантала, и

(iii) материал с низкой диэлектрической проницаемостью.

Материалом с низкой диэлектрической проницаемостью является материал, имеющий значение к (диэлектрическая постоянная) менее 3.5, предпочтительно менее 3.0, более предпочтительно менее 2.7. Материалом с ультранизкой диэлектрической проницаемостью является материал, имеющий значение к (диэлектрическая постоянная) менее 2.4.

СМР композиция (Q) содержит компоненты (А), (В), (С), (D), (М) и необязательно другие компоненты, как описано ниже.

СМР композиция (Q) содержит неорганические частицы, органические частицы или их смеси или композиты, где частицы находятся в форме кокона (А).

(А) может представлять собой

- один тип неорганических частиц в форме кокона,

- смесь или композит различных типов неорганических частиц в форме кокона,

- один тип органических частиц в форме кокона,

- смесь или композит различных типов органических частиц в форме кокона, или

- смесь или композит одного или более типов неорганических частиц в форме кокона и одного или более типов органических частиц в форме кокона.

Композитом является композитная частица в форме кокона, содержащая два или более типов частиц, таким образом, что они являются механически, химически или другим образом связаны друг с другом. Примером композита является частица ядро-оболочка, содержащая один тип частицы во внешней сфере (оболочка) и другой тип частицы во внутренней сфере (ядро).

В общем, частицы в форме кокона (А) могут содержаться в различных количествах в композиции СМР (Q). Предпочтительно, количество (А) составляет не более 10 мас. % (мас. % означает "проценты по массе"), более предпочтительно не более 7 мас. %, наиболее предпочтительно не более 5 мас. %, в частности не более 3 мас. %, например не более 2.2 мас. %, на основе общей массы композиции (Q). Предпочтительно, количество (А) составляет по меньшей мере 0.002 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0.01 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0.08 мас. %, в частности по меньшей мере 0.5 мас. %, например по меньшей мере 1 мас. %, на основе общей массы композиции (Q).

В общем, частицы в форме кокона (А) могут содержаться при различных распределениях частиц по размеру. Распределение частиц по размеру в форме кокона (А) может быть мономодальным или многомодальным. В случае многомодальных распределений частиц по размеру бимодальное является наиболее предпочтительным. Для того чтобы получить легко воспроизводимый профиль свойств и легко воспроизводимые условия в ходе способа СМР согласно изобретению, мономодальное распределение частиц по размеру является предпочтительным для (А). Наиболее предпочтительно для (А) иметь мономодальное распределение частиц по размеру.

Средний размер частиц в форме кокона (А) может варьироваться в широком диапазоне. Средним размером частиц является значение d₅₀ распределения частиц по размеру (А) в водной среде (М) и может быть определено с применением методик динамического рассеяния света. Затем значения d₅₀ вычисляются, принимая, что частицы являются по существу сферическими. Шириной среднего распределения частиц по размеру является расстояние (данное в единицах х-оси) между двумя точками пересечения, где кривая распределения частиц по размеру пересекает 50% высоты относительного количества частиц, где высота максимального количества частиц стандартизуется при 100% высоты.

Предпочтительно, средний размер частиц в форме кокона (А) находится в интервале от 5 до 500 нм, более предпочтительно в интервале от 10 до 400 нм, наиболее предпочтительно в интервале от 20 до 300 нм, в частности в интервале от 30 до 160 нм, например в интервале от 35 до 135 нм, как измерено с помощью методик динамического рассеяния света, с применением инструментов, таких как High Performance Particle Sizer (HPPS) от Malvern Instruments, Ltd. или Horiba LB550.

Согласно настоящему изобретению частицы (А) находятся в форме кокона. Коконы могут быть с вмятинами, или выступами, или без них. Частицы в форме кокона представляют собой частицы с малой осью от 10 до 200 нм, отношением большая ось/малая ось от 1.4 до 2.2, более предпочтительно от 1.6 до 2.0. Предпочтительно они имеют усредненный коэффициент формы от 0.7 до 0.97, более предпочтительно от 0.77 до 0.92, предпочтительно усредненную сферичность от 0.4 до 0.9, более предпочтительно от 0.5 до 0.7 и предпочтительно усредненный эквивалентный диаметр окружности от 41 до 66 нм, более предпочтительно от 48 до 60 нм, который может быть определен с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Усредненный коэффициент формы дает информацию о сферичности и вмятинах частицы (Фиг. 1) и может быть вычислен согласно следующей формуле:

коэффициент формы = 4π (площадь/периметр²).

Усредненная сферичность дает информацию о протяженности частицы с применением момента относительно середины (Фиг. 2) и может быть вычислена согласно следующей формуле, где М представляют собой центры тяжести соответствующих частиц:

протяженность = (1/сферичность)^0.5 .

Эквивалентный диаметр окружности (также далее упоминается с применением аббревиатуры ECD) дает информацию о диаметре окружности, которая имеет такую же площадь, что и некруглая частица (Фиг. 3).

Средний коэффициент формы, средняя сферичность и средний ECD представляют собой арифметическое среднее соответствующего свойства относительно проанализированного числа частиц.

Например, частицы в форме кокона представляют собой FUSO PL-3, произведенные компанией Fuso Chemical Corporation, имеющие средний первичный размер частиц (d1) 35 нм и средний вторичный размер частиц (d2) 70 нм (Фиг. 4).

Химическая природа частиц в форме кокона (А) конкретно не ограничена. (А) может быть одной химической природы или представлять собой смесь или композит частиц различной химической природы. Как правило, частицы в форме кокона (А) одной химической природы являются предпочтительными.

В общем, (А) могут представлять собой

- неорганические частицы в форме кокона, такие как металл, оксид или карбид металла, включая металлоид, оксид или карбид металлоида, или

- органические частицы в форме кокона, такие как полимерные частицы,

- смесь или композит неорганических частиц в форме кокона и органических частиц в форме кокона.

Частицы в форме кокона (А) представляют собой

- предпочтительно неорганические частицы, или их смесь или композит,

- более предпочтительно оксиды и карбиды металлов или металлоидов, или их смесь, или композит,

- наиболее предпочтительно оксид алюминия, оксид церия, оксид меди, оксид железа, оксид никеля, оксид марганца, диоксид кремния, нитрид кремния, карбид кремния, оксид олова, оксид титана, карбид титана, оксид вольфрама, оксид иттрия, оксид циркония, или их смесь, или композит,

- особенно предпочтительно оксид алюминия, оксид церия, диоксид кремния, оксид титана, оксид циркония, или их смесь, или композит,

- в частности, частицы диоксида кремния,

- например, коллоидные частицы диоксида кремния.

Как правило, коллоидные частицы диоксида кремния получают путем процесса влажного осаждения.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения, в котором (А) органические частицы в форме кокона, или смесь, или композит неорганических частиц в форме кокона и органических частиц в форме кокона, полимерные частицы предпочтительны в виде органических частиц в форме кокона.

Согласно настоящему изобретению неорганические частицы в форме кокона являются предпочтительными. Наиболее предпочтительно частицы (А) представляют собой частицы диоксида кремния в форме кокона.

Согласно настоящему изобретению СМР композиция (Q) содержит неионное поверхностно-активное вещество (В). В общем, поверхностно-акитвное вещество, применяемое в СМР композиции, представляет собой поверхностно-активное соединение, которое уменьшает поверхностное натяжение жидкости, поверхностное натяжение на границе раздела фаз между двумя жидкостями или между жидкостью и твердым веществом. В общем, может применяться любое неионное поверхностно-активное вещество (В).

Неионное поверхностно-активное вещество (В) предпочтительно является растворимым в воде и/или диспергируемым в воде, более предпочтительно растворимым в воде. Термин «растворимый в воде" означает, что важный компонент или ингредиент композиции согласно настоящему изобретению может быть растворен в водной фазе на молекулярном уровне. Термин «диспергируемый в воде" означает, что важный компонент или ингредиент композиции согласно настоящему изобретению может быть диспергирован в водной фазе и образует стабильную эмульсию или суспензию.

Неионное поверхностно-активное вещество (В) предпочтительно представляет собой амфифильное неионное поверхностно-активное вещество, т.е. поверхностно-активное вещество, которое содержит по меньшей мере одну гидрофобную группу (b1) и по меньшей мере одну гидрофильную группу (b2). Это означает, что неионное поверхностно-активное вещество (В) может содержать более одной гидрофобной группы (b1), например 2, 3 или более группы (b1), которые отделены друг от друга по меньшей мере одной гидрофильной группой (b2), как раскрывается ниже. Это также означает, что неионное поверхностно-активное вещество (В) может содержать более одной гидрофильной группы (b2), например 2, 3 или более групп (b2), которые отделены друг от друга гидрофобными группами (b1), как раскрывается ниже.

Поэтому неионное поверхностно-активное вещество (В) может иметь различные блок-подобные структуры. Примерами таких общих блок-подобных структур являются:

- b1-b2,

- b1-b2-b1,

- b2-b1-b2,

- b2-b1-b2-b1,

- b1-b2-b1-b2-b1, и

- b2-b1-b2-b1-b2.

Неионное поверхностно-активное вещество (В) более предпочтительно представляет собой амфифильное неионное поверхностно-активное вещество, содержащее полиоксиалкиленовую группу.

Гидрофобная группа (b1) предпочтительно представляет собой алкильную группу, более предпочтительно алкильную группу, имеющую от 4 до 40, наиболее предпочтительно от 5 до 20, особенно предпочтительно от 7 до 18, в частности от 10 до 16, например от 11 до 14 атомов углерода.

Гидрофильная группа (b2) предпочтительно представляет собой полиоксиалкиленовую группу. Указанные полиоксиалкиленовые группы могут быть олигомерными или полимерными. Более предпочтительно, гидрофильная группа (b2) представляет собой гидрофильную группу, выбранную из группы, состоящей из полиоксиалкиленовых групп, содержащих

(b21) оксиалкиленовые мономерные звенья, и

(b22) оксиалкиленовые мономерные звенья, отличные от оксиэтиленовых мономерных звеньев,

причем указанные мономерные звенья (b21) не идентичны мономерным звеньям (b22), и указанная полиоксиалкиленовая группа (b2) содержит мономерные звенья (b21) и (b22) в случайном, чередующемся, градиентном и/или блок-подобном распределении.

Наиболее предпочтительно, гидрофильная группа (b2) представляет собой гидрофильную группу, выбранную из группы, содержащей

(b21) оксиэтиленовые мономерные звенья, и

(b22) оксиалкиленовые мономерные звенья, отличные от оксиэтиленовых мономерных звеньев,

причем указанная полиоксиалкиленовая группа (b2) содержит мономерные звенья (b21) и (b22) в случайном, чередующемся, градиентном и/или блок-подобном распределении.

Предпочтительно, оксиалкиленовые мономерные звенья, отличные от оксиэтиленовых мономерных звеньев (b22), представляют собой замещенные оксиалкиленовые мономерные звенья, где заместители выбираются из группы, состоящей из групп алкила, циклоалкила, арила, алкил-циклоалкила, алкил-арила, циклоалкил-арила и алкил-циклоалкил-арила. Оксиалкиленовые мономерные звенья, отличные от оксиэтиленовых мономерных звеньев (b22), представляют собой:

- более предпочтительно производные замещенных оксиранов (X), где заместители выбираются из группы, состоящей из групп алкила, циклоалкила, арила, алкил-циклоалкила, алкил-арила, циклоалкил-арила и алкил-циклоалкил-арила,

- наиболее предпочтительно производные алкил-замещенных оксиранов (X),

- особенно предпочтительно производные замещенных оксиранов (X), где заместители выбираются из группы, состоящей из алкильных групп, имеющих от 1 до 10 атомов углерода,

- например производные метилоксирана (пропиленоксид) и/или этилоксирана (бутиленоксид).

Заместители замещенных оксиранов (X) сами по себе могут также нести инертные заместители, т.е. заместители, которые не оказывают отрицательный эффект на сополимеризацию оксиранов (X) и поверхностную активность неионных поверхностно-активных веществ (В). Примерами таких инертных заместителей являются атомы фтора и хлора, нитрогруппы и нитрильные группы. Если такие инертные заместители присутствуют, они применяются в таких количествах, что они не оказывают отрицательный эффект на гидрофильно-гидрофобный баланс неионного поверхностно-активного вещества (В). Предпочтительно, заместители замещенных оксиранов (X) не имеют таких инертных заместителей.

Заместители замещенных оксиранов (X) предпочтительно выбираются из группы, содержащей алкильные группы, имеющие от 1 до 10 атомов углерода, циклоалкильные группы, имеющие от 5 до 10 атомов углерода в спироциклической, экзоциклической и/или сопряженной конфигуации, арильные группы, имеющие от 6 до 10 атомов углерода, алкилциклоалкильные группы, имеющие от 6 до 20 атомов углерода, алкиларильные группы, имеющие от 7 до 20 атомов углерода, циклоалкиларильные группы, имеющие от 11 до 20 атомов углерода, и алкил-циклоалкиларильные группы, имеющие от 12 до 30 атомов углерода. Наиболее предпочтительно, заместители замещенных оксиранов (X) выбираются из группы, состоящей из алкильных групп, имеющих от 1 до 10 атомов углерода. В частности, заместители замещенных оксиранов (X) выбираются из группы, состоящей из алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода.

Примерами наиболее предпочтительных замещенных оксиранов (X) являются метилоксиран (пропиленоксид) и/или этилоксиран (бутиленоксид), особенно метилоксиран.

Наиболее предпочтительно, гидрофильная группа (b2) состоит из мономерных звеньев (b21) и (b22).

В другом варианте выполнения настоящего изобретения гидрофильная группа (b2) предпочтительно представляет собой полиоксиэтиленовую, полиоксипропиленовую или полиоксибутиленовую группу, более предпочтительно полиоксиэтиленовую группу.

В вариантах выполнения настоящего изобретения, где гидрофильная группа (b2) содержит мономерные звенья (b21) и (b22) или состоит из них, полиоксиалкиленовая группа, действующая в качестве гидрофильной группы (b2), содержит мономерные звенья (b21) и (b22) в случайном, чередующемся, градиентном и/или блок-подобном распределении. Это означает, что одна гидрофильная группа (b2) может иметь только один тип распределения, т.е.

- случайный: …-b21-b21-b22-b21-b22-b22-b22-b21-b22-…;

- чередующийся: …-b21-b22-b21-b22-b21-…;

- градиентный: …b21-b21-b21-b22-b21-b21-b22-b22-b21-b22-b22-b22-…; или

- блок-подобный: …-b21-b21-b21-b21-b22-b22-b22-b22-….

Альтернативно, гидрофильная группа (b2) также может содержать по меньшей мере два типа распределений, например олигомерный или полимерный сегмент, имеющий случайное распределение, и олигомерный или полимерный сегмент, имеющий чередующееся распределение. Наиболее предпочтительно, гидрофильная группа (b2) предпочтительно имеет только один тип распределения и, наиболее предпочтительно, указанное распределение является случайным или блок-подобным.

В вариантах выполнения настоящего изобретения, где гидрофильная группа (b2) содержит мономерные звенья (b21) и (b22) или состоит из них, мольное отношение (b21) к (b22) может широко варьироваться и поэтому может быть установлено наиболее предпочтительно в соответствии с конкретными требованиями композиции, способа и применения согласно настоящему изобретению. Предпочтительно мольное соотношение (b21):(b22) составляет от 100:1 до 1:1, более предпочтительно от 60:1 до 1.5:1 и наиболее предпочтительно от 50:1 до 1.5:1, особенно предпочтительно от 25:1 до 1.5:1 и в частности от 15:1 до 2:1, например от 9:1 до 2:1.

Также степень полимеризации олигомерных и полимерных полиоксиалкиленовых групп, действующих в качестве гидрофильных групп (b2), может широко варьироваться и поэтому может быть установлено наиболее предпочтительно в соответствии с конкретными требованиями композиции, способа и применения согласно настоящему изобретению. Предпочтительно степень полимеризации находится в интервале от 5 до 100, предпочтительно от 5 до 90 и наиболее предпочтительно от 5 до 80.

В частности, неионное поверхностно-активное вещество (В) представляет собой амфифильное неинное поверхностно-активное вещество полиоксиэтилен-полиоксипропилен-алкиловый простой эфир, который представляет собой смесь молекул, содержащую, в среднем, алкильную группу, имеющую от 10 до 16 атомов углерода и от 5 до 20 оксиэтиленовых мономерных звеньев (b21) и от 2 до 8 оксипропиленовых мономерных звеньев в случайном распределении. Например, неионное поверхностно-активное вещество (В) представляет собой амфифильное неинное поверхностно-активное вещество полиоксиэтилен-полиоксипропилен-алкиловый простой эфир, который представляет собой смесь молекул, содержащую, в среднем, алкильную группу, имеющую от 11 до 14 атомов углерода и от 12 до 20 оксиэтиленовых мономерных звеньев и от 3 до 5 оксипропиленовых мономерных звеньев в случайном распределении.

Неионное поверхностно-активное вещество (В) может содержаться в различных количествах в композиции СМР (Q). Предпочтительно, количество (В) составляет не более 10 мас. %, более предпочтительно не более 3 мас. %, наиболее предпочтительно не более 1 мас. %, особенно предпочтительно не более 0.5 мас. %, особенно не более 0.1 мас. %, например не более 0.05 мас. %, на основе общей массы композиции (Q). Предпочтительно, количество (В) составляет по меньшей мере 0.00001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0.0001 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0.0008 мас. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 0.002 мас. %, особенно по меньшей мере 0.005 мас. %, например по меньшей мере 0.008 мас. %, на основе общей массы композиции (Q).

В общем, неионное поверхностно-активное вещество (В) может иметь различные средневесовые молекулярные массы. Средневесовая молекулярная масса (В) составляет предпочтительно по меньшей мере 300, более предпочтительно по меньшей мере 500, наиболее предпочтительно по меньшей мере 700, в частности по меньшей мере 800, например по меньшей мере 900. Средневесовая молекулярная масса (В) составляет предпочтительно не более 15,000, более предпочтительно не более 6,000, наиболее предпочтительно не более 3,000, в частности не более 2,000, например не более 1,400 [г/моль], как определено посредством гель-проникающей хроматографии (далее упоминается в виде аббревиатуры "GPC"). В частности, средневесовая молекулярная масса (В) составляет от 900 до 1,400 [г/моль], как определено с помощью GPC. Указанная GPC представляет собой стандартные методики GPC, известные специалистам в данной области техники.

В общем, растворимость неионного поверхностно-активного вещества (В) в водной среде может варьироваться в широком диапазоне. Растворимость (В) в воде при рН 7 при 25°C при атмосферном давлении составляет предпочтительно по меньшей мере 1 г/л, более предпочтительно по меньшей мере 5 г/л, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20 г/л, в частности по меньшей мере 50 г/л, например по меньшей мере 150 г/л. Указанная растворимость может быть определена посредством выпаривания растворителя и измерения остаточной массы в насыщенном растворе.

Согласно настоящему изобретению СМР композиция (Q) содержит карбонатную или гидрокарбонатную соль (С). В общем, карбонатная соль представляет собой любую соль, содержащую по меньшей мере один анион и гидрокарбонатная соль представляет собой любую соль, содержащую по меньшей мере один анион

Предпочтительно карбонатная или гидрокарбонатная соль (С) не содержит какие-либо анионы, отличные от аниона или

Предпочтительно карбонатная или гидрокарбонатная соль (С) представляет собой карбонатную соль. Наиболее предпочтительно (С) представляет собой карбонатную соль, которая не содержит какие-либо анионы, отличные от аниона

Предпочтительно карбонатная или гидрокарбонатная соль (С) содержит по меньшей мере один катион, выбранный из группы, состоящей из катиона, органических аммониевых катионов, N-гетероциклических катионов, катиона щелочного металла и катиона щелочно-щелочного металла. Более предпочтительно (С) содержит по меньшей мере один катион щелочного металла или катион щелочно-щелочного металла. Наиболее предпочтительно (С) содержит по меньшей мере один катион щелочно-щелочного металла. Особенно предпочтительно (С) представляет собой карбонат щелочного металла или гидрокарбонат щелочного металла. Наиболее предпочтительно (С) содержит по меньшей мере катион натрия или калия. Наиболее предпочтительно (С) содержит по меньшей мере один катион калия. В частности, (С) представляет собой карбонат калия или гидрокарбонат калия. Например, (С) представляет собой карбонат калия.

Органический аммониевый катион представляет собой любой катион формулы [NR¹¹R¹²R¹³R¹⁴]⁺,

где R¹¹, R¹², R¹³ представляют собой - независимо друг от друга - Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R¹⁴ представляет собой алкил, арил, алкиларил или арилалкил.

Карбонатная или гидрокарбонатная соль (С) может применяться в различных количествах в композиции СМР (Q). Предпочтительно, количество (С) составляет не более 10 мас. %, более предпочтительно не более 5 мас. %, наиболее предпочтительно не более 3 мас. %, особенно предпочтительно не более 2 мас. %, особенно не более 1 мас. %, например не более 0.7 мас. %, на основе общей массы композиции (Q). Предпочтительно, количество (С) составляет по меньшей мере 0.001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0.01 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0.05 мас. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 0.1 мас. %, в частности по меньшей мере 0.2 мас. %, например по меньшей мере 0.4 мас. %, на основе общей массы композиции (Q).

Согласно настоящему изобретению СМР композиция (Q) содержит спирт (D). В общем, любой спирт может применяться в качестве (D).

Спиртом (D) предпочтительно является спирт, имеющий по меньшей мере две гидроксильные группы, которые являются не диссоциирующимися в водной среде. Более предпочтительно (D) представляет собой спирт, имеющий две гидроксильные группы, которые являются не диссоциирующимися в водной среде. Термин "не диссоциирующийся" означает, что значение рК_а (логарифмическое измерение кислотной константы диссоциации) для реакции

спирт (D) → депротонированный спирт (D)+Н⁺

гидроксильной группы в нейтральной водной фазе составляет более 9.9, более предпочтительно более 11, наиболее предпочтительно более 12, особенно предпочтительно более 13, например более 14, как измерено в деионизированной воде при 25°C и атмосферном давлении. Например, пропан-1,2-диол (альфа-пропиленгликоль) имеет значение рК_а 14.9, как измерено в деионизированной воде при 25°C и атмосферном давлении.

Более предпочтительно, спирт (D) представляет собой диол, триол, тетраол, пентаол, гексаол, гептаол, октаол, нонанол, декаол или полиол. Наиболее предпочтительно (D) представляет собой диол, триол, тетраол, пентаол или гексаол. Особенно предпочтительно (D) представляет собой диол. Наиболее предпочтительно (D) представляет собой этандиол (этиленгликоль), пропандиол (пропиленгликоль) или бутандиол (бутиленгликоль). В частности (D) представляет собой пропандиол (пропиленгликоль). Например, (D) представляет собой пропан-1,2-диол (альфа-пропиленгликоль).

Спирт (D) предпочтительно представляет собой спирт, имеющий от 2 до 50 атомов углерода, более предпочтительно спирт, имеющий от 2 до 20 атомов углерода, наиболее предпочтительно спирт, имеющий от 2 до 11 атомов углерода, особенно предпочтительно спирт, имеющий от 2 до 7 атомов углерода, в частности спирт, имеющий от 2 до 4 атомов углерода, например, спирт, имеющий 3 атома углерода.

Спирт (D) может применяться в различных количествах в композиции СМР (Q). Предпочтительно, количество (D) составляет не более 10 мас. %, более предпочтительно не более 5 мас. %, наиболее предпочтительно не более 3 мас. %, особенно предпочтительно не более 2 мас. %, в частности не более 1.2 мас. %, например не более 0.8 мас. %, на основе общей массы композиции (Q). Предпочтительно, количество (D) составляет по меньшей мере 0.001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0.01 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0.05 мас. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 0.1 мас. %, в частности по меньшей мере 0.3 мас. %, например по меньшей мере 0.5 мас. %, на основе общей массы композиции (Q).

В общем, растворимость спирта (D) в водной среде может варьироваться в широком диапазоне. Растворимость (D) в воде при рН 7 при 25°C при атмосферном давлении составляет предпочтительно по меньшей мере 1 г/л, более предпочтительно по меньшей мере 5 г/л, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20 г/л, в частности по меньшей мере 50 г/л, например по меньшей мере 150 г/л. Указанная растворимость может быть определена путем выпаривания растворителя и измерения оставшейся массы в насыщенном растворе.

Согласно настоящему изобретению СМР композиция (Q) содержит водную среду (М). (М) может быть одного типа или смесью различных типов водных сред.

В общем, водной средой (М) может быть среда, которая содержит воду Предпочтительно, водная среда (М) представляет собой смесь воды и органического растворителя, смешиваемого с водой (например, спирт, предпочтительно C₁-С₃ спирт, или алкиленгликолевое производное). Более предпочтительно, водной средой (М) является вода. Наиболее предпочтительно, водной средой (М) является деионизированная вода.

Если количества компонентов, отличных от (М), в общем составляют у мас. % от композиции СМР, тогда количество (М) составляет (100-у) мас. % от композиции СМР.

Водная среда (М) может применяться в различных количествах в композиции СМР (Q). Предпочтительно количество (М) составляет не более 99.9 мас. %, более предпочтительно не более 99.6 мас. %, наиболее предпочтительно не более 99 мас. %, особенно предпочтительно не более 98 мас. %, в частности не более 97 мас. %, например не более 95 мас. %, на основе общей массы композиции (Q). Предпочтительно количество (М) составляет по меньшей мере 60 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 80 мас. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 85 мас. %, в частности по меньшей мере 90 мас. %, например по меньшей мере 93 мас. %, на основе общей массы композиции (Q).

СМР композиция (Q) может дополнительно необязательно сдержать по меньшей мере один тип окисляющего агента (Е), предпочтительно от одного до двух типов окисляющих агентов (Е), более предпочтительно один тип окисляющего агента (Е). Окисляющий агент (Е) отличен от компонентов (А), (В), (С), (D) и (М). В общем, окисляющий аг