КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ (СМР), СОДЕРЖАЩАЯ БЕЛОК
COMPOSITION FOR CHEMICAL-MECHANICAL POLISHING (CMP) CONTAINING PROTEIN

Изобретение относится по существу к композиции для химико-механического полирования (СМР) и ее применению при полировании подложек полупроводниковой промышленности. Композиция СМР согласно изобретению содержит белок и проявляет улучшенные полирующие характеристики.
В полупроводниковой промышленности химико-механическое полирование (сокращенно СМР) является широко известной технологией, применяемой в изготовлении современных фотонных, микроэлектромеханических и микроэлектронных материалов и устройств, таких как полупроводниковые платы.
В ходе изготовления материалов и устройств, применяемых в полупроводниковой промышленности, СМР используется для выравнивания металлических и/или оксидных поверхностей. СМР использует взаимосвязь химического и механического воздействия для достижения выравнивания поверхностей, которые следует полировать. Химическое воздействие обеспечивается химической композицией, также упоминаемой как композиция СМР или суспензия СМР. Механическое воздействие обычно осуществляют полировальником, который, как правило, впрессован в поверхность, которую следует полировать, и закрепляется на подвижной плите. Перемещение плиты обычно является линейным, вращательным или орбитальным.
На стадии типичного процесса СМР вращающийся держатель платы приводит плату, которую следует полировать, в контакт с полировальником. Между платой, которую следует полировать, и полировальником обычно наносят композицию СМР.
В современном уровне развития техники, композиции СМР, содержащие пептид, известны и описаны, например, в следующих ссылках.
ЕР 1235261 А1 раскрывает полировальный состав для полирования металлического слоя и/или барьерного слоя, образованного на полупроводниковой подложке, который представляет собой полировальный состав для химико-механического полирования в процессе производства полупроводникового устройства, и, который содержит полирующие зерна абразива и пептид. Пептид представляет собой, например, элемент, выбранный из группы, состоящей из глицилглицина (Gly-Gly), аланил-аланина (Ala-Ala), глицилаланина (Gly-Ala), аланилглицина (Ala-Gly), глицилглицилглицина (Gly-Gly-Gly) и их да- до гептамеров.
Одна из целей настоящего изобретения заключалась в предоставлении композиции СМР, подходящей для СМР поверхностей диэлектрических подложек и/или проявляющей улучшенные полирующие характеристики, особенно комбинацию высокой скорости удаления материала (MRR) диоксида кремния и низкой MRR нитрида кремния или полисиликона. Кроме того, искали композицию СМР, которая приводила бы к высокому стадийному снижению высоты (SHR) и была бы готовой для применения.
Кроме того, следовало обеспечить соответствующий процесс СМР.
Соответственно, обнаружена композиция СМР, которая содержит:
(A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит,
(B) белок и
(C) водную среду.
Кроме того, вышеупомянутые цели изобретения достигаются посредством способа изготовления полупроводниковых устройств, включающего в себя полирование подложки в присутствии указанной композиции СМР.
Кроме того, обнаружено применение композиции СМР согласно изобретению для полирования подложек, которые используются в полупроводниковой промышленности, которое реализует цели изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения объяснены в формуле изобретения и описании. Понятно, что в объем настоящего изобретения входят комбинации предпочтительных вариантов выполнения.
Полупроводниковое устройство можно изготовить способом, который включает в себя СМР подложки в присутствии композиции СМР согласно изобретению. Предпочтительно, указанный способ включает в себя СМР диэлектрической подложки, которая является подложкой, обладающей диэлектрической константой, равной менее чем 6. Указанный способ включает в себя более предпочтительно СМР подложки, содержащей диоксид кремния, наиболее предпочтительно СМР подложки, содержащей диоксид кремния и нитрид кремния или полисиликон, в частности СМР слоя диоксида кремния подложки, которая представляет собой устройство с узкощелевой изоляцией (STI) или его часть, например СМР слоя диоксида кремния подложки, содержащего диоксид кремния и нитрид кремния или полисиликон.
Если указанный способ включает в себя СМР подложки, содержащего диоксид кремния и нитрид кремния, избирательность диоксида кремния к нитриду кремния по отношению к скорости удаления материала составляет предпочтительно выше чем 20:1, более предпочтительно выше чем 35:1, наиболее предпочтительно выше чем 50:1, в частности выше чем 70:1, например выше чем 90:1. Эту избирательность можно регулировать типом и концентрацией белка (В) и установкой других параметров, таких как значение рН.
Если указанный способ включает в себя СМР подложки, содержащей диоксид кремния и полисиликон, избирательность диоксида кремния к полисиликону по отношению к скорости удаления материала составляет предпочтительно выше чем 20:1, более предпочтительно выше чем 35:1, наиболее предпочтительно выше чем 50:1, в частности выше чем 70:1, например выше чем 90:1. Эту избирательность можно регулировать типом и концентрацией белка (В) и установкой других параметров, таких как значение рН.
Композицию СМР согласно изобретению применяют для полирования любой подложки, применяемой в полупроводниковой промышленности. Указанную композицию СМР применяют предпочтительно для полирования диэлектрической подложки, которая является подложкой, обладающей диэлектрической константой, равной менее чем 6, более предпочтительно для полирования подложки, содержащей диоксид кремния, наиболее предпочтительно для полирования подложки, содержащей диоксид кремния и нитрид кремния или полисиликон, в частности для полирования слоя диоксида кремния подложки, которая представляет собой устройство с узкощелевой изоляцией (STI) или его часть, например для полирования слоя диоксида кремния подложки, содержащей диоксид кремния и нитрид кремния или полисиликон.
Если композицию СМР согласно изобретению применяют для полирования подложки, содержащей диоксид кремния и нитрид кремния, избирательность диоксида кремния к нитриду кремния по отношению к скорости удаления материала составляет предпочтительно выше, чем 20:1, более предпочтительно выше, чем 35:1, наиболее предпочтительно выше, чем 50:1, в частности выше чем 70:1, например выше чем 90:1.
Если композицию СМР согласно изобретению применяют для полирования подложки, содержащей диоксид кремния и полисиликон, избирательность диоксида кремния к полисиликону по отношению к скорости удаления материала составляет предпочтительно выше чем 20:1, более предпочтительно выше чем 35:1, наиболее предпочтительно выше чем 50:1, в частности выше чем 70:1, например выше чем 90:1.
Согласно изобретению, композиция СМР содержит неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит (А). (А) может представлять собой
- один тип неорганических частиц,
- смесь или композит различных типов неорганических частиц,
- один тип органических частиц,
- смесь или композит различных типов органических частиц или
- смесь или композит одного или более типов неорганических частиц и одного или более типов органических частиц.
2
2
2
2
Композит представляет собой составную частицу, содержащую два или более типов частиц таким образом, чтобы они механически, химически или другим образом были связаны друг с другом. Примером композита является частица со структурой ядро-оболочка, содержащая один тип частицы во внешней сфере (оболочке) и другой тип частицы во внутренней сфере (ядре). Если в качестве частиц (А) используют частицу со структурой ядро-оболочка, частица со структурой ядро-оболочка, содержащая ядро из SiO и оболочку из СеО, является предпочтительной, и, в частности, покрытая частица со структурой типа “малины”, содержащая ядро из SiO со средним размером ядра, равным от 20 до 200 нм, в которой ядро покрыто частицами СеО, имеющими средний размер частиц ниже 10 нм, является предпочтительной. Размеры частиц определяют с использованием методов лазерной дифракции и методов динамического светорассеяния.
Как правило, частицы (А) могут содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (А) составляет не более чем 10 мас. % (“мас. %” означает “массовый процент”), более предпочтительно не более чем 5 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 2 мас. %, например не более чем 0,75 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно количество (А) составляет по меньшей мере 0,005 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,05 мас. %, например по меньшей мере 0,1 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Как правило, частицы (А) могут содержаться в различных распределениях частиц по размеру. Распределения частиц по размеру частиц (А) могут быть мономодальными или мультимодальными. В случае мультимодальных распределений частиц по размерам часто предпочтительным является бимодальное. Для того чтобы иметь легко воспроизводимый профиль свойств и легко воспроизводимые условия в ходе способа СМР согласно изобретению, для (А) предпочтительным является мономодальное распределение частиц по размеру. Наиболее предпочтительно, чтобы (А) обладал мономодальным распределением частиц по размеру.
50
50
Средний размер частиц для частиц (А) может изменяться в широком интервале. Средний размер частиц представляет собой значение d распределения частиц по размеру (А) в водной среде (С) и может определяться с применением технологий динамического светорассеяния. Затем значения d вычисляют с допущением, что частицы являются по существу сферическими. Ширина среднего распределения частиц по размеру представляет собой расстояние (данное в единицах оси х) между двумя точками пересечений, где кривая распределения частиц по размеру пересекает 50% высоты относительных точек отсчета частиц, где высота максимальных точек отсчета частиц нормируется как 100% высота.
Предпочтительно средний размер частиц для частиц (А) находится в интервале от 5 до 500 нм, более предпочтительно в интервале от 5 до 400 нм, наиболее предпочтительно в интервале от 50 до 300 нм, особенно предпочтительно, в интервале от 50 до 200 нм и, в частности, в интервале от 80 до 130 нм, как измерено с помощью технологий динамического светорассеяния с применением инструментов, таких как High Performance Particle Sizer (HPPS) от Malvern Instruments, Ltd. или Horiba LB550.
Частицы (А) могут быть разных форм. В связи с этим, частицы (А) могут быть одним или по существу только одним типом формы. Однако также возможно, чтобы частицы (А) имели различные формы. Например, могут присутствовать частицы (А) двух типов различных форм. Например, (А) могут иметь форму кубов, кубов с закругленными краями, октаэдров, икосаэдров, глобул или сфер с выступами или углублениями или без них. Предпочтительно они являются сферическими без выступов или углублений или только с очень небольшим количеством выступов или углублений.
Химическая природа частиц (А) особенно не ограничена. (А) могут быть одинаковой химической природы или смесью или композитом частиц различной химической природы. Как правило, предпочтительны частицы (А) одинаковой химической природы. В основном, (А) могу представлять собой
- неорганические частицы, такие как металл, оксид или карбид металла, включая металлоид, оксид или карбид металлоида, или
- органические частицы, такие как полимерные частицы,
- смесь или композит неорганических и органических частиц.
Частицы (А) являются предпочтительно неорганическими частицами. Из них предпочтительны оксиды и карбиды металлов или металлоидов. Более предпочтительно, частицы (А) представляют собой оксид алюминия, оксид церия, оксид меди, оксид железа, оксид никеля, оксид марганца, оксид кремния, нитрид кремния, карбид кремния, оксид олова, оксид титана, карбид титана, оксид вольфрама, оксид иттрия, оксид циркония или их смеси или композиты. Наиболее предпочтительно частицы (А) представляют собой оксид алюминия, оксид церия, оксид кремния, оксид титана, оксид циркония или их смеси или композиты. В частности (А) являются частицами оксида церия. Например, (А) являются коллоидными частицами оксида церия. В основном, коллоидные частицы оксида церия получают процессом мокрого осаждения.
В другом варианте выполнения, в котором (А) представляют собой органические частицы или смесь или композит неорганических и органических частиц, предпочтительны полимерные частицы. Полимерные частицы могут быть гомо- или сополимерами. Последние могут быть, например, блок-сополимерами или статистическими сополимерами. Гомо- и сополимеры могут обладать различными структурами, например линейной, разветвленной, гребенчатой, дендримерной, спутанной или сшитой. Полимерные частицы можно получить согласно анионному, катионному, контролируемому радикальному, свободно-радикальному механизму и посредством процесса полимеризации в суспензии или эмульсии. Предпочтительно полимерные частицы представляют собой по меньшей мере один из полистиролов, сложных полиэфиров, алкидных смол, полиуретанов, полилактонов, поликарбонатов, полиакрилатов, полиметакрилатов, простых полиэфиров, поли(N-акриламидов), простых полиметилвиниловых эфиров или сополимеров, содержащих по меньшей мере одно из винилароматических соединений, акрилатов, метакрилатов, акриламидов малеинового ангидрида, метакриламидов, акриловой кислоты или метакриловой кислоты в качестве мономерных звеньев, или их смесей или композитов. Из них предпочтительны полимерные частицы со сшитой структурой.
Согласно изобретению, композиция СМР содержит
(В) белок.
В общем случае, белок является биохимической макромолекулой, содержащей аминокислотные единицы, получаемой посредством биосинтеза белка и имеющей свою нативную третичную структуру и - если возможно - четвертичную структуру. В данной заявке определение белка не включает так называемые “синтетические белки”, т.е. те белки, которые не получают посредством биосинтеза белка и которые не имеют нативной третичной структуры.
Как правило, белок (В) может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (В) составляет не более чем 5 мас. %, более предпочтительно не более чем 1 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 0,5 мас. %, в частности, не более чем 0,15 мас. %, например не более чем 0,08 мас. % на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество (В) составляет по меньшей мере 0,0001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,001 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас. %, в частности, по меньшей мере 0,01 мас. %, например по меньшей мере 0,02 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Белок (В) предпочтительно представляет собой грибной белок, т.е. белок, экспрессируемый в грибах, более предпочтительно, (В) является белком, экспрессируемым в мицелиальных грибах, наиболее предпочтительно, (В) представляет собой гидрофобии или белок, содержащий по меньшей мере одну гидрофобиновую единицу, например, (В) является гидрофобином.
В другом варианте выполнения белок (В) предпочтительно представляет собой белок, содержащий цистеин в качестве аминокислотной единицы, более предпочтительно белок, в котором более чем 4% всех аминокислотных единиц представляют собой цистеиновые единицы, наиболее предпочтительно белок, в котором более чем 10% всех аминокислотных единиц представляют собой цистеиновые единицы, в частности белок, в котором более чем 20% всех аминокислотных единиц представляют собой цистеиновые единицы, например белок в котором более чем 35% всех аминокислотных единиц представляют собой цистеиновые единицы.
Количество аминокислотных единиц, содержащихся в белке (В), составляет предпочтительно не более чем 350, более предпочтительно не более чем 260, наиболее предпочтительно не более чем 210, особенно предпочтительно не более чем 180, в частности не более чем 160, например не более чем 140, предпочтительно по меньшей мере 40, более предпочтительно по меньшей мере 70, наиболее предпочтительно по меньшей мере 90, особенно предпочтительно по меньшей мере 100, в частности по меньшей мере ПО, например по меньшей мере 125.
Согласно изобретению композиция СМР содержит водную среду (С). (С) может быть одним типом или смесью различных типов водных сред.
Как правило, водной средой (С) может быть любая среда, которая содержит воду. Предпочтительно водная среда (С) представляет собой смесь воды и органического растворителя, совместимого с водой (например, спирта, предпочтительно спирта, содержащего от 1 до 3 атомов углерода, или производного алкиленгликоля). Более предпочтительно, водной средой (С) является вода. Наиболее предпочтительно, водной средой (С) является деионизированная вода.
Если количества компонентов, отличающихся от (С), в общем составляют x масс. % от композиции СМР, тогда количество (С) равно (100-х) масс. % от композиции СМР.
Композиция СМР согласно изобретению может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один ингибитор коррозии (D), например два ингибитора коррозии. Предпочтительными ингибиторами коррозии являются диазолы, триазолы, тетразолы и их производные, например бензотриазол или толилтриазол. Другими примерами для предпочтительных ингибиторов коррозии являются ацетиленовые спирты, или соль или аддукт амина и карбоновой кислоты, содержащей амидный фрагмент.
Если присутствует ингибитор коррозии (D), он может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (D) составляет не более чем 10 мас. %, более предпочтительно не более чем 5 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 2,5 мас. %, например не более чем 1,5 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество (D) составляет по меньшей мере 0,01 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,1 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,3 мас. %, например по меньшей мере 0,8 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Композиция СМР изобретения может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один окислитель (Е), например один окислитель. В общем случае, окислитель представляет собой соединение, которое способно к окислению подложки, подлежащей полированию, или одного из ее слоев. Предпочтительно, (E) является окислителем перекисного типа. Более предпочтительно, (Е) представляет собой пероксид, персульфат, перхлорат, пербромат, перйодат, перманганат или их производное. Наиболее предпочтительно, (Е) является пероксидом или персульфатом. В частности, (Е) представляет собой пероксид. Например, (Е) является пероксидом водорода.
Если присутствует окислитель (Е), то он может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (Е) составляет не более чем 20 мас. %, более предпочтительно не более чем 10 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 5 мас. %, например не более чем 2 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество (Е) составляет по меньшей мере 0,05 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0.1 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас. %, например по меньшей мере 1 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Композиция СМР изобретения может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один комплексообразователь (F), например один комплексообразователь. В общем случае, комплексообразователь представляет собой соединение, которое способно к образованию комплексов с ионами подложки, подлежащей полированию, или одного из ее слоев. Предпочтительно, (F) представляет собой карбоновую кислоту, имеющую по меньшей мере две СООН группы, N-содержащую карбоновую кислоту, N-содержащую сульфоновую кислоту, N-содержащую серную кислоту, N-содержащую фосфоновую кислоту, N-содержащую фосфорную кислоту или их соль. Более предпочтительно, (F) представляет собой карбоновую кислоту, имеющую по меньшей мере две СООН группы, N-содержащую карбоновую кислоту или их соль. Наиболее предпочтительно, (F) представляет собой аминокислоту или ее соль. Например, (F) представляет собой глицин, серии, аланин, гистидин или их соль.
Если присутствует комплексообразователь (F), он может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (F) составляет не более чем 20 мас. %, более предпочтительно не более чем 10 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 5 мас. %, например не более чем 2 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество (F) составляет по меньшей мере 0,05 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,1 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас. %, например по меньшей мере 1 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Композиция СМР согласно изобретению может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один биоцид (G), например, один биоцид. Как правило, биоцид является соединением, которое сдерживает, обезвреживает или оказывает контролируемое воздействие на любой вредный организм химическими или биологическими средствами. Предпочтительно, (G) представляет собой соединение на основе четвертичного аммония, соединение на основе изотиазолинона, N-замещенный диоксид диазения или соль оксида N'-гидроксидиазения. Более предпочтительно, (G) является диоксидом N-замещенного диазения или солью оксида N'-гидроксидиазения.
Если присутствует биоцид (G), он может содержаться в различных количествах. Если присутствует(G), его количество предпочтительно составляет не более чем 0,5 мас. %, более предпочтительно не более чем 0,1 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 0,05 мас. %, в частности не более чем 0,02 мас. %, например не более чем 0,008 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Если присутствует(G), его количество предпочтительно составляет по меньшей мере 0,0001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,0005 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,001 мас. %, в частности по меньшей мере 0,003 мас. %, например по меньшей мере 0,006 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Композиция СМР согласно изобретению может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере одно сахарное соединение (Н), например одно сахарное соединение. Предпочтительно, сахарное соединение выбирают из группы, состоящей из моно-, да-, три-, тетра-, пента-, олиго-, полисахаридов и окисленных моносахаридов, более предпочтительно, сахарное соединение выбирают из группы, состоящей из глюкозы, галактозы, сахарозы, сукралозы и их стереоизомеров. Олигосахарид представляет собой сахаридный полимер, содержащий от шести до десяти моносахаридных единиц. Полисахарид представляет собой сахаридный полимер, содержащий более чем десять моносахаридных единиц. Предпочтительным примером для олигосахарида является альфа-циклодекстрин. Предпочтительным примером для полисахарида является крахмал. Предпочтительным примером для окисленных моносахаридов является глюконо-дельта-лактон.
Если присутствует сахарное соединение (Н), оно может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, количество (Н) составляет не более чем 4 мас. %, более предпочтительно не более чем 1 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 0,5 мас. %, например не более чем 0,2 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество (Н) составляет по меньшей мере 0,005 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,05 мас. %, например по меньшей мере 0,08 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Свойства используемых композиций СМР или согласно изобретению, соответственно, такие как стабильность и полирующие характеристики, могут зависеть от рН соответствующей композиции. Предпочтительно значение рН используемых композиций или согласно изобретению соответственно находится в интервале от 3 до 11, более предпочтительно от 4 до 10, наиболее предпочтительно от 5 до 9, особенно предпочтительно от 6 до 8, например от 6,5 до 7,5.
Композиции СМР согласно изобретению соответственно могут также содержать при необходимости различные другие добавки, включая, но не ограничиваясь ими, регуляторы рН, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества и т.д. Указанные другие добавки представляют собой, например, добавки, обычно используемые в композициях СМР, и таким образом известные квалифицированному специалисту. Подобные добавки могут, например, стабилизировать дисперсию или улучшать полирующие характеристики или избирательность между различными слоями.
Если присутствует указанная добавка, она может содержаться в различных количествах. Предпочтительно, общее количество указанных добавок составляет не более чем, чем 10 мас. %, более предпочтительно не более чем 1 мас. %, наиболее предпочтительно не более чем 0,1 мас. %, например не более чем 0,01 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции. Предпочтительно, количество указанной добавки составляет по меньшей мере 0,0001 мас. %, более предпочтительно по меньшей мере 0,001 мас. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас. %, например по меньшей мере 0,1 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции.
Согласно одному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретени содержит:
(A) частицы оксида церия,
(B) грибной белок, и
(C) водную среду.
Согласно дополнительному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретению содержит:
(A) частицы оксида церия,
(B) белок, содержащий цистеин в качестве аминокислотной единицы, и
(C) водную среду.
Согласно дополнительному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретению содержит:
(A) частицы оксида церия,
(B) белок, содержащий более, чем 100 аминокислотных единиц, и
(C) водную среду.
Согласно дополнительному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретению содержит:
(A) частицы оксида церия,
(B) белок, содержащий по меньшей мере одну единицу гидрофобина, и
(C) водную среду.
Согласно дополнительному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретению содержит:
(A) частицы оксида церия,
(B) гидрофобии и
(C) водную среду.
Согласно дополнительному варианту выполнения композиция СМР согласно изобретению содержит:
(A) частицы оксида церия в концентрации от 0,01 до 5 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции СМР,
(B) гидрофобии или белок, содержащий по меньшей мере одну единицу гидрофобина, в концентрации от 0,001 до 0,5 мас. %, на основе общей массы соответствующей композиции СМР, и
(C) водную среду.
Способы получения композиций СМР, как правило, известны. Эти способы можно применять для получения композиции СМР согласно изобретению. Это можно осуществить посредством диспергирования или растворения описанных выше компонентов (А) и (В) в водной среде (С), предпочтительно воде, и необязательно посредством регулирования значения рН через добавление кислоты, основания, буфера или регулятора рН. Для этой цели можно применять обычные и стандартные способы смешения и устройства для смешения, такие как сосуды с мешалкой, лопастные мешалки с высоким уровнем сдвига, ультразвуковые смесители, насадки к гомогенизаторам или противоточные смесители.
Композицию СМР предпочтительно получают посредством диспергирования частиц (А), диспергирования и/или растворения белка (В) и необязательных других добавок в водной среде (С).
Процесс полирования, как правило, известен и может осуществляться с помощью процессов и оборудования в условиях, обычно применяемых для СМР в производстве плат с интегральными схемами. Нет ограничения в оборудовании, с помощью которого можно осуществлять процесс полирования.
Как известно в технике, типичное оборудование для процесса СМР состоит из вращающейся плиты, покрытой полировальником. Также применялись орбитальные полировальные машины. Плату устанавливают на носитель или зажимное устройство. Сторона платы, которая является рабочей, обращена к полировальнику (процесс полирования единичной стороны). Стопорное кольцо закрепляет плату в горизонтальном положении.
Под носителем также, как правило, горизонтально располагается плита с большим диаметром и предоставляет поверхность, параллельную поверхности платы, которую следует полировать. Полировальник на плите контактирует с поверхностью плат в ходе процесса выравнивания.
Для получения потерь материала плату прессуют в полировальник. Как носитель, так и плиту обычно вынуждают вращаться вокруг их соответствующих стержней, вытягивая перпендикулярно от носителя и плиты. Стержень вращающегося носителя может оставаться фиксированным в положении относительно вращающейся плиты или может вибрировать горизонтально относительно плиты. Направление вращения носителя является в основном, хотя и необязательно, таким же, что и направление вращения плиты. Скорости вращения для носителя и плиты, как правило, хотя и необязательно, установлены на разные значения. Во время способа СМР согласно изобретению композицию СМР согласно изобретению обычно наносят на полировальник в виде непрерывной струи или по каплям. Обычно температуру плиты устанавливают при температурах от 10 до 70°C.
Нагрузку на плату можно нанести плоской плитой, изготовленной, например, из стали, покрытой мягкой подкладкой, которую часто называют обратной пленкой. Если в более современном оборудовании используется гибкая мембрана, которую нагружают воздухом или азотом, давление прессует плату в подкладку. Подобный мембранный носитель предпочтителен для процессов с низким прижимным усилием в случае применения твердого полировальника, так как распределение прижимного давления на плату более однородно по сравнению с давлением носителя с конструкцией с твердой плитой. Согласно изобретению можно также применять носители с выбором контроля распределения давления на плату. Обычно их разрабатывают с рядом различных полостей, которые можно нагрузить до определенной степени независимо друг от друга.
Для дополнительных деталей ссылка дается на WO 2004/063301 А1, на конкретную страницу 16, параграф [0036] до страницы 18, параграф [0040] совместно с фигурой 2.
Посредством процесса СМР согласно изобретению и/или композиции СМР согласно изобретению можно получить платы с интегральными схемами, содержащие диэлектрический слой, которые обладают превосходной функциональностью.
Композицию СМР согласно изобретению можно применять в процессе СМР как готовую к применению суспензию, они обладают длительным сроком годности и проявляют стабильное распределение частиц по размерам в течение длительного времени. Таким образом, они легки в обращении и хранении. Они проявляют превосходные полирующие характеристики, в частности, относящиеся к комбинации высокой скорости удаления материала (MRR) оксида кремния и низкой MRR нитрида кремния или полисиликона. Поскольку количества ее компонентов сводятся к минимуму, композицию СМР согласно изобретению соответственно можно применять рентабельным способом.
Примеры и Сравнительные Примеры
2
Основная процедура для экспериментов СМР описана ниже. Стандартный процесс СМР для 200 мм плат SiO:
Strasbaugh nSpire (модель 6ЕС), ViPRR; носитель плавающего стопорного кольца
прижимное давление:
2,0 фунта на квадратный дюйм (138 мбар)
давление с оборотной стороны:
0,5 фунта на квадратный дюйм (34,5 мбар)
давление стопорного кольца:
2.5 фунта на квадратный дюйм (172 мбар)
полировальный стол/скорость носителя:
95/86 об/мин
расход суспензии:
200 мл/мин
время полирования:
60 секунд
кондиционирование подкладки:
на месте, 4,0 фунтов (18 Н)
полировальник:
IC 1000 А2 на состыкованной подкладке
Suba 4, с канавками xy k или k (R&H);
подложная пленка:
Strasbaugh, DF200 (136 отверстий)
кондиционирующий диск:
3М S60
Подкладку кондиционируют тремя развертками перед применением новой суспензии для СМР.
Суспензию перемешивают на станции с местным питанием.
Стандартная процедура анализа для (полупрозрачных поверхностных плат:
Удаление определяют посредством оптического измерения толщины пленки с использованием Filmmetrics F50. 49-точечные сканирования диаметра (5 мм краевое исключение) измеряют до и после СМР для каждой платы. Для каждой точки на плате, которую измеряли с помощью определения толщины пленки F50, потерю рассчитывают, исходя из различия в толщине пленки до и после СМР. Среднее значение полученных данных от 49-точечных сканирований диаметра дает общее удаление, стандартное отклонение дает (не-)однородность. Для расчета скорости удаления применяют отношение общего удаления материала к времени основной стадии полирования.
Стандартные пленки, применяемые для экспериментов СМР:
пленки SiO<sub>2</sub>:
РЕ TEOS
пленки Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>:
РЕ CVD или LPCVD
пленки Poly Si:
легированные
Стандартная процедура для получения суспензии:
3
рН регулируют посредством добавления к суспензии водного раствора аммиака (0,1%) или HNO (0,1%). Значение рН измеряют с помощью рН комбинированного электрода (Schott, синяя линия 22 рН).
Неорганические частицы (А), используемые в Примерах
Применяли коллоидные частицы оксида церия (Rhodia НС60), имеющие средний размер первичных частиц, равный 60 нм (как определено с использованием измерений удельной поверхности по методу БЭТ), и имеющие средний размер вторичных частиц (значение d50), равный 99 нм (как определено с использованием методов динамического светорассеяния посредством прибора Horiba).
Гидрофобии был предоставлен от BASF SE.
Эти примеры композиций СМР согласно изобретению улучшают полирующие характеристики.