包含蛋白质的化学机械抛光(CMP)组合物制造技术

本发明专利技术提供了化学机械抛光组合物。所述组合物包含(A)无机粒子、有机粒子或其混合物或复合物；(B)蛋白质；和(C)水性介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含蛋白质的化学机械抛光(CMP)组合物本专利技术基本上涉及化学机械抛光(CMP)组合物及其在抛光半导体工业的衬底中的用途。本专利技术的CMP组合物包含蛋白质且显示出改进的抛光性能。在半导体工业中，化学机械抛光(缩写为CMP)是用于制造先进光子、微电子机械和微电子材料及器件(例如半导体晶片)的公知技术。在用于半导体工业中的材料和器件制造期间，采用CMP来使金属和/或氧化物表面平坦化。CMP利用化学与机械作用的相互作用来获得待抛光表面的平坦度。化学作用由也称作CMP组合物或CMP淤浆的化学组合物提供。机械作用通常由通常挤压在待抛光表面上且安装在运动台上的抛光垫来实施。所述台通常以线性、旋转或轨道方式运动。在典型的CMP工艺步骤中，旋转式晶片保持架使待抛光的晶片与抛光垫接触。通常将CMP组合物施加至待抛光晶片与抛光垫之间。在目现有技术中，包含多肽的CMP组合物是已知的且例如描述于以下参考文献中。EP1235261A1公开了一种用于抛光形成在半导体衬底上的金属层和/或阻隔层的抛光化合物，所述抛光化合物是用于在半导体器件制造方法中化学机械抛光的抛光化合物，且包含抛光研磨颗粒和多肽。所述多肽例如为选自如下组的成员:甘氨酰甘氨酸(Gly-Gly)、丙氨酰丙氨酸(Ala-Ala)、甘氨酰丙氨酸(Gly-Ala)、丙氨酰甘氨酸(Ala-Gly)、甘氨酰甘氨酰甘氨酸(Gly-Gly-Gly)及其二聚物至七聚物。本专利技术的一个目的提供CMP组合物，其适于对介电衬底的表面实施CMP和/或显示出改进的抛光性能，尤其是二氧化硅的高材料移除速率(MRR)与氮化硅或多晶硅的低MRR的组合。此外，本专利技术寻求可导致高台阶高度降低(SHR)且可即用的CMP组合物。此外，本专利技术提供了相应的CMP方法。因此发现了一种CMP组合物，其包含:(A)无机粒子、有机粒子或其混合物或复合物；⑶蛋白质；和(C)水性介质。此外，本专利技术的上述目的通过一种制造半导体器件的方法实现，包括在所述CMP组合物存在下抛光衬底。此外，发现了本专利技术的CMP组合物在抛光半导体工业中所用衬底中的用途，这实现了本专利技术的目的。优选实施方案将在权利要求和说明书中阐述。应理解的是优选实施方案的组合处于在本专利技术的范围之内。可通过包括在本专利技术CMP组合物存在下对衬底实施CMP的方法来制造半导体器件。优选地，所述方法包括对介电衬底实施CMP,其中所述介电衬底为介电常数小于6的衬底。所述方法更优选包括对包含二氧化硅的衬底实施CMP，最优选对包含二氧化硅和氮化硅或多晶硅的衬底实施CMP，尤其是对为浅沟槽隔离(STI)器件或其一部分的衬底的二氧化硅层实施CMP，例如对包含二氧化硅和氮化硅或多晶硅的衬底的二氧化硅层实施CMP。如果所述方法包括对包含二氧化硅和氮化硅的衬底实施CMP，则二氧化硅相对于氮化硅的材料移除速率的选择性优选高于20:1，更优选高于35:1，最优选高于50:1，尤其是高于70:1，例如高于90:1。该选择性可通过蛋白质(B)的类型和浓度以及通过设定其他参数如pH值来调节。如果所述方法包括对包含二氧化硅和多晶硅的衬底实施CMP，则二氧化硅相对于多晶硅的材料移除速率的选择性优选高于20:1，更优选高于35:1，最优选高于12:1，尤其是高于70:1，例如高于90:1。该选择性可通过蛋白质(B)的类型和浓度以及通过设定其他参数如pH值来调节。本专利技术的CMP组合物用于抛光任何用于半导体工业中的衬底。所述CMP组合物优选用于抛光为介电常数小于6的衬底的介电衬底,更优选用于抛光包含二氧化娃的衬底，最优选用于抛光包含二氧化硅和氮化硅或多晶硅的衬底，尤其是用于抛光为浅沟槽隔离(STI)器件或其一部分的衬底的二氧化硅层，例如用于抛光包含二氧化硅和氮化硅或多晶硅的衬底的二氧化硅层。如果本专利技术的CMP组合物用于抛光包含二氧化硅和氮化硅的衬底，则二氧化硅相对于氮化硅的材料移除速率的选择性优选高于20:1，更优选高于35:1，最优选高于50:1，尤其是高于70:1，例如高于90:1。如果本专利技术的CMP组合物用于抛光包含二氧化硅和多晶硅的衬底，则二氧化硅相对于多晶硅的材料移除速率的选择性优选高于20:1，更优选高于35:1，最优选高于50:1，尤其是高于70:1，例如高于90:1。根据本专利技术，所述CMP组合物含有无机粒子、有机粒子或其混合物或复合物(A)。(A)可为:-一种无机粒子，-不同种无机粒子的混合物或复合物，-一种有机粒子，-不同种有机粒子的混合物或复合物，或-一种或多种无机粒子与一种或多种有机粒子的混合物或复合物。复合物为包含两种或更多种粒子的复合粒子，所述粒子以机械方式、化学方式或以其他方式彼此结合。复合物的实例为在球外部(壳)中包含一种粒子且在球内部(核)中包含另一种粒子的核-壳粒子。如果使用核-壳粒子作为粒子(A)，则优选包含S1jS和CeO2壳的核-壳粒子，尤其优选包含平均核尺寸为20-200nm的S12核的覆盆子型涂覆粒子，其中该核涂覆有平均粒度小于1nm的CeO2粒子。所述粒度使用激光衍射技术和动态光散射技术测定。通常可含有不同量的粒子(A)。优选地，基于相应组合物的总重量，(A)的量不超过10wt% (wt%表示“重量％”)，更优选不超过5wt%,最优选不超过2wt%,例如不超过0.75wt%。优选地,基于相应组合物的总重量，(A)的量为至少0.005wt%,更优选至少0.0lwt %,最优选至少0.05wt%,例如至少0.1wt % ο通常可含有不同粒度分布的粒子(A)。粒子(A)的粒度分布可为单模或多模的。在多模粒度分布的情况下，通常优选双模。为了在本专利技术的CMP方法期间获得易于重现的综合性质和易于重现的条件，(A)优选具有单模粒度分布。(A)最优选具有单模粒度分布。粒子⑷的平均粒度可在宽范围内变化。平均粒度为⑷在水性介质(C)中的粒度分布的d5(l值，且可使用动态光散射技术测定。此时，d5(l值假设粒子基本上为球状来计算。平均粒度分布的宽度为粒度分布曲线在相对粒子计数的50%高度处交叉的两个交点之间的距离(以X轴的单位给出)，其中将最大粒子计数的高度归一化为100%高度。优选地，粒子(A)的平均粒度为5-500nm，更优选为5_400nm，最优选为50_300nm，尤其优选为50-200nm，尤其为80_130nm，用动态光散射技术使用诸如获自MalvernInstruments, Ltd.的 High Performance Particle Sizer (HPPS)或 Horiba LB550 的仪器测量。粒子(A)可具有各种形状。因此，粒子(A)可具有一种或基本上仅一种形状。然而，粒子(A)也可具有不同形状。例如，可存在两种不同形状的粒子(A)。例如，(A)可具有立方体、具有倒角边缘的立方体、八面体、二十面体、球结节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。粒子(A)的化学性质没有特别的限制。㈧可具有相同的化学性质，或者可为具有不同化学性质的粒子的混合物或复合物。一般而言，优选具有相同化学性质的粒子(A)。一般而言，(A)可为:-无机粒子，如金属、金属氧化物或碳化物，包括准金属、准金属氧化物或碳化物；或-有机粒子，如聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光(CMP)组合物，其包含：(A)无机粒子、有机粒子或其混合物或复合物；(B)蛋白质；和(C)水性介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.10 US 61/597,2101.一种化学机械抛光(CMP)组合物，其包含: (A)无机粒子、有机粒子或其混合物或复合物； (B)蛋白质；和 (C)水性介质。2.如权利要求1的CMP组合物，其中蛋白质(B)为包含半胱氨酸作为氨基酸单元的蛋白质。3.如权利要求1或2的CMP组合物，其中蛋白质⑶为真菌蛋白。4.如权利要求1-3中任一项的CMP组合物，其中蛋白质(B)为包含超过100个氨基酸单元的蛋白质。5.如权利要求1-4中任一项的CMP组合物，其中蛋白质(B)为疏水蛋白或包含至少一种疏水蛋白单元。6.如权利要求1-5中任一项的CMP组合物，其中粒子(A)为氧化铈粒子。7.如权利要求1-6中任一项的CMP组合物，其中粒子(A)的平均粒度为50-300nm，通过动态光散射技术测定。8.如权利要求1-7中 任一项的CM...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·李，B·M·诺勒，M·劳特尔，R·朗格，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE