[发明专利]包含蛋白质的化学机械抛光(CMP)组合物

说明书

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。

本发明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。本发明的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。

本发明的一个目的提供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，本发明寻求可导致高台阶高度降低(SHR)且可即用的CMP组合物。

此外，本发明提供了相应的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；

(B)蛋白质；和

(C)水性介质。

此外，本发明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，发现了本发明的CMP组合物在抛光半导体工业中所用衬底中的用途，这实现了本发明的目的。

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发明的范围之内。

可通过包括在本发明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。