JP2015511258A - タンパク質を含有する化学機械研磨（ｃｍｐ）組成物 - Google Patents

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Abstract

（Ａ）無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物もしくは複合物と、（Ｂ）タンパク質と（Ｃ）水性媒体とを含む化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物。

Description

本発明は実質的に、化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物とその半導体業界における研磨基材としての利用に関する。本発明のＣＭＰ組成物はタンパク質を含有し、改善された研磨性能を示す。
半導体業界において、化学機械研磨（短縮して、（ＣＭＰ）は、先進的なフォトニック材料や装置の加工に使わる、またマイクロ電子化学材料や装置、マイクロ電子材料や装置、例えば半導体ウエハーの加工に使われる既知の技術である。
半導体業界で用いられる材料や装置の加工において、ＣＭＰは金属表面及び／又は酸化物表面の平坦化に使用される。研磨対象の表面の平面度を達成するために、ＣＭＰは化学作用と機械作用の両方を利用する。化学作用は、化学組成物（ＣＭＰ組成物またはＣＭＰスラリーとも呼ばれる）によりもたらされる。通常機械作用は通常、研磨対象の表面に押し付けられている、移動プラテン上に取り付けられた研磨パッドにより行われる。このプラテンの移動は通常、線状であるか、回転状、軌道状である。
ある典型的なＣＭＰ加工工程では、回転するウエハーホルダーにより、研磨対象のウエハーを研磨パッドに接触させる。通常研磨対象ウエハーと研磨パッドの間に、ＣＭＰ組成物が塗布される。
ペプチドを含有するＣＭＰ組成物は、先行技術に既知であり、例えば以下の文献に記載されている。
ＥＰ１２３５２６１Ａ１には、半導体基板上に形成されている金属層及び／又はバリアー層を研磨するための研磨化合物、即ち半導体装置の製造プロセスにおける化学機械研磨用の研磨化合物であって、研磨用研磨粒子とペプチドを含むものが開示されている。このペプチドは、例えばグリシルグリシン（Ｇｌｙ−Ｇｌｙ）とアラニル−アラニン（Ａｌａ−Ａｌａ）、グリシルアラニン（Ｇｌｙ−Ａｌａ）、アラニルグリシン（Ａｌａ−Ｇｌｙ）、グリシルグリシン（Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ）、これらのダイマーからヘプタマーからなる群から選ばれるものである。
ＥＰ１２３５２６１Ａ１
本発明の目的の一つは、誘電体基板の表面のＣＭＰに適当であり、及び／又は改善された研磨性能を示す、特に高い二酸化ケイ素材料除去速度（ＭＲＲ）と低い窒化ケイ素またはポリシリコンのＭＲＲを併せ持つＣＭＰ組成物を提供することである。また、高いステップ高さ減少率（ＳＨＲ）を与え、直ちに使用可能なＣＭＰ組成物が求められる。
また、それぞれのＣＭＰプロセスを提供する必要がある。
したがって、
（Ａ）無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物もしくは複合物と、
（Ｂ）タンパク質と
（Ｃ）水性媒体とを含むＣＭＰ組成物が見いだされた。
また、上述の本発明の目的が、上記ＣＭＰ組成物の存在下で基材を研磨することを含む半導体装置の製造方法により達成される。
また、本発明のＣＭＰ組成物の半導体業界で使われる研磨基材としての利用が見いだされた。これは本発明の目的を満足させる。
好ましい実施様態は、請求項と本明細書中に記載されている。なお、好ましい実施様態の組み合わせも、本発明の範囲内に含まれるものである。
半導体装置を、本発明のＣＭＰ組成物の存在下で基板をＣＭＰすることを含む方法で製造できる。上記方法が、誘電率が６未満の誘電体基板のＣＭＰを含むことが好ましい。より好ましくは、上記方法が二酸化ケイ素を含有する基板のＣＭＰであり、最も好ましくは二酸化ケイ素と窒化ケイ素またはポリシリコンを含む基板のＣＭＰであり、特に浅素子分離（ＳＴＩ）装置またはその部品である基板の二酸化ケイ素層のＣＭＰであり、例えば二酸化ケイ素と窒化ケイ素またはポリシリコンを含む基板の二酸化ケイ素層のＣＭＰである。
上記方法が二酸化ケイ素と窒化ケイ素を含有する基板のＣＭＰを含む場合、材料除去速度に関しての二酸化ケイ素：窒化ケイ素の選択性は、好ましくは２０：１より大きく、より好ましくは３５：１より大きく、最も好ましくは５０：１より大きく、特に７０：１より大きく、例えば９０：１より大きい。この選択性は、タンパク質（Ｂ）の種類と濃度により調整可能であり、またｐＨ値などの他のパラメーターの設定により調整可能である。
上記方法が二酸化ケイ素とポリシリコンを含有する基板のＣＭＰを含む場合、材料除去速度に関しての二酸化ケイ素：ポリシリコンの選択性は、好ましくは２０：１より大きく、より好ましくは３５：１より大きく、最も好ましくは５０：１より大きく、特に７０：１より大きく、例えば９０：１より大きい。この選択性は、タンパク質（Ｂ）の種類と濃度により調整可能であり、またｐＨ値などの他のパラメーターの設定により調整可能である。
本発明のＣＭＰ組成物は、半導体業界で使用されている基板のいずれの研磨にでも使用される。上記ＣＭＰ組成物は、好ましくは誘電率が６未満の誘電体基板の研磨に使用され、より好ましくは二酸化ケイ素を含有する基板の研磨に、最も好ましくは二酸化ケイ素と窒化ケイ素またはポリシリコンを含有する基板の研磨に、特に浅素子分離（ＳＴＩ）装置またはその部品である基板の二酸化ケイ素層の研磨に、例えば二酸化ケイ素と窒化ケイ素またはポリシリコンを含有する基板の二酸化ケイ素層の研磨に使用される。
本発明のＣＭＰ組成物が二酸化ケイ素と窒化ケイ素を含有する基板の研磨に使用される場合、材料除去速度に関する二酸化ケイ素：窒化ケイ素の選択性は、好ましくは２０：１より大きく、より好ましくは３５：１より大きく、最も好ましくは５０：１より大きく、特に７０：１より大きく、例えば９０：１より大きい。
本発明のＣＭＰ組成物が二酸化ケイ素とポリシリコンを含有する基板の研磨に使用される場合、材料除去速度に関する二酸化ケイ素：窒化ケイ素の選択性は、好ましくは２０：１より大きく、より好ましくは３５：１より大きく、最も好ましくは５０：１より大きく、特に７０：１より大きく、例えば９０：１より大きい。
本発明によれば、このＣＭＰ組成物が、無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物または複合物（Ａ）を含む。（Ａ）は、
−一種の無機粒子からなるものであっても、
−異なる種類の無機粒子の混合物または複合物
−一種の有機粒子、
−異なる種類の有機粒子の混合物または複合物、
−一種以上の無機粒子と一種以上の有機粒子の混合物または複合物であってもよい。
複合物は、二種以上の粒子を含有する複合粒子であって、これら粒子が機械的、化学的または他の方法で相互に結合しているものである。複合物の一例は、一種の粒子を球の外部表面（シェル）に持ち、他の種類の粒子を球の内側（コア）に含むコアシェル粒子である。粒子（Ａ）としてコアシェル粒子を使用する場合、ＳｉＯ２コアとＣｅＯ２シェルをもつコアシェル粒子が好ましく、特に、平均コア径が２０〜２００ｎｍのＳｉＯ２コアをもつラズベリー型の被覆粒子であって、このコアが平均粒径が１０ｎｍ未満のＣｅＯ２粒子で被覆されたものが好ましい。この粒度はレーザ回折法と動的光散乱法を用いて決められる。
一般的に粒子（Ａ）をいろいろな量で含むことができる。（Ａ）の量は、組成物の総質量に対して、好ましくは１０質量％以下（「質量％」は「質量換算パーセント」である）であり、より好ましくは５質量％以下、最も好ましくは２質量％以下、例えば０．７５質量％以下である。好ましくは、（Ａ）の量は、組成物の総質量に対して少なくとも０．００５質量％であり、より好ましくは少なくとも０．０１質量％、最も好ましくは少なくとも０．０５質量％、例えば少なくとも０．１質量％である。
一般的に、粒子（Ａ）をいろいろな粒度分布で含むことができる。粒子（Ａ）の粒度分布は、単峰性であっても多峰性であってもよい。多峰性粒度分布の場合は通常、二峰性が好ましい。本発明のＣＭＰ方法の際に易再現性の物性と易再現性の条件を得るためには、（Ａ）が単峰性粒度分布をとることが好ましい。（Ａ）が単峰性の粒度分布をとることが最も好ましい。
粒子（Ａ）の平均粒径は、広い範囲内で変動可能である。この平均粒径は、水性媒体（Ｃ）中における（Ａ）の粒度分布のｄ５０値であり、動的光散乱法を用いて決定することができる。このｄ５０値は、粒子が実質的に球状であると仮定して計算されたものである。平均粒度分布の幅は、粒度分布曲線が粒子カウント相対値の５０％高さ（粒子カウントの最大数の高さを１００％高さとする）に交差する二つの交点間の距離（ｘ軸の単位で示される）である。
粒子（Ａ）のマルバーンインストルメント社の高性能パーティクルサイザー（ＨＰＰＳ）や堀場製作所ＬＢ５５０などの装置を用いて動的光散乱法で測定した平均粒径は、好ましくは５〜５００ｎｍの範囲であり、より好ましくは５〜４００ｎｍの範囲、最も好ましくは５０〜３００ｎｍの範囲、特に好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲、特に８０〜１３０ｎｍの範囲である。
粒子（Ａ）はいろいろな形状をとることができる。その際、粒子（Ａ）は単一の形状を、または実質的に単一の形状をもっていてもよい。しかし、この粒子（Ａ）が異なる形状を持っていてもよい。例えば二種類の異なる形状の粒子（Ａ）が存在していてもよい。（Ａ）の形状は、例えば立方体であっても、縁が丸みを帯びた立方体、八面体、二十面体、突起やくぼみをもつあるいは持たない塊状または球状であってもよい。粒子（Ａ）は、突起や窪みをもたない球状、あるいは実質的に持たない球状であることが好ましい。
粒子（Ａ）の化学的性質については特に制限はない。（Ａ）は、同じ化学的性質をもつものであっても、異なる化学的性質をもつ粒子の混合物または複合物であってもよい。原則として、同じ化学的性質の粒子（Ａ）が好ましい。一般的には、（Ａ）は、
−金属、金属酸化物または炭化物（半金属、半金属酸化物または炭化物を含む）の無機粒子であっても、
−ポリマー粒子などの有機粒子であっても、
−無機粒子と有機粒子の混合物または複合物であってもよい。
粒子（Ａ）は無機粒子であることが好ましい。中でも、金属または半金属の酸化物と炭化物が好ましい。より好ましくは、粒子（Ａ）は、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化スズ、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、ジルコニア、またはこれらの混合物または複合物である。最も好ましくは、粒子（Ａ）は、アルミナ、セリア、シリカ、チタニア、ジルコニア、またはこれらの混合物または複合物である。特に（Ａ）はセリアである。（Ａ）は、例えばコロイダルセリアである。通常、コロイダルセリアは湿式沈澱法で製造される。
（Ａ）が有機粒子である、あるいは無機粒子と有機粒子の混合物または複合物であるもう一つの実施様態では、ポリマー粒子が好ましい。ポリマー粒子は、ホモポリマーであってもコポリマーであってもよい。後者は、例えばブロックコポリマーであっても、または統計的分布のコポリマーであってもよい。これらのホモポリマーまたはコポリマーはいろいろな構造をとることができ、例えば、線状であっても、分岐状、櫛状、デンドリマー状、絡み合ったあるいは架橋したものであってもよい。このポリマー粒子は、アニオン的なメカニズムで、あるいはカチオン的、コントロールラジカル的、フリーラジカル的なメカニズムで得ることができ、また懸濁重合または乳化重合法で得ることができる。好ましくは、このポリマー粒子は、ポリスチレン、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリラクトン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリエーテル、ポリ（Ｎ−アルキルアクリルアミド）、ポリ（メチルビニルエーテル）、またはビニル芳香族化合物とアクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸、またはメタクリル酸の少なくとも一つを単量体単位として含むコポリマーの少なくとも一種であり、あるいはこれらの混合物または複合物である。中でも、架橋構造をもつポリマー粒子が好ましい。
本発明によれば、このＣＭＰ組成物が、（Ｂ）タンパク質を含む。
一般的に、タンパク質は、タンパク質生合成で得られる、天然の三次構造、場合によっては四次構造をもつアミノ酸単位含有生化学的高分子である。なお、タンパク質の定義には、いわゆる「合成プロテイン」、即ち生合成で得られず自然の三次構造をもたないタンパク質は含まれない。
一般に、このタンパク質（Ｂ）を、いろいろな量で含ませることができる。（Ｂ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して５質量％以下であり、より好ましくは１質量％以下、最も好ましくは０．５質量％以下、特に０．１５質量％以下、例えば０．０８質量％以下である。（Ｂ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０００１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．００１質量％、最も好ましくは少なくとも０．００５質量％、特に少なくとも０．０１質量％、例えば少なくとも０．０２質量％である。
このタンパク質（Ｂ）は、好ましくは真菌性タンパク質、即ち菌中で発現されるタンパク質であり、より好ましくは（Ｂ）は、糸状菌で発現されるタンパク質であり、最も好ましくは（Ｂ）は、ヒドロホビンまたは少なくとも一個のヒドロホビン単位を含むタンパク質であり、例えば（Ｂ）はヒドロホビンである。
もう一つの実施様態においては、タンパク質（Ｂ）は、好ましくはアミノ酸単位としてシステインを含むタンパク質であり、より好ましは全てのアミノ酸単位の４％超がシステイン単位であるタンパク質であり、最も好ましくは全てのアミノ酸単位の１０％超がシステイン単位であるタンパク質、特に全てのアミノ酸単位の２０％超がシステイン単位であるタンパク質、例えば全てのアミノ酸単位の３５％超がシステイン単位であるタンパク質である。
タンパク質（Ｂ）に含まれるアミノ酸単位の数は、好ましくは３５０以下であり、より好ましくは２６０以下、最も好ましくは２１０以下、特に好ましくは１８０以下、特に１６０以下、例えば１４０以下、特に少なくとも４０であり、より好ましくは少なくとも７０であり、最も好ましくは少なくとも９０、特に好ましくは少なくとも１００、特に少なくとも１１０、例えば少なくとも１２５である。
本発明によれば、このＣＭＰ組成物が水性媒体（Ｃ）を含んでいる。（Ｃ）はいかなる種類のものであってもよく、異なる種類の水性媒体の混合物であってもよい。
一般に、この水性媒体（Ｃ）はいずれの含水媒体であってもよい。好ましくは、水性媒体（Ｃ）は、水と水混和性有機溶媒（例えばアルコール、好ましくはＣ１〜Ｃ３アルコール、またはアルキレングリコール誘導体）の混合物である。より好ましくはこの水性媒体（Ｃ）が水である。最も好ましくはこの水性媒体（Ｃ）が脱イオン水である。
（Ｃ）以外の成分の量が合計でＣＭＰ組成物のｘ質量％である場合、（Ｃ）の量は、ＣＭＰ組成物の（１００−ｘ）質量％である。
本発明のＣＭＰ組成物は、必要ならさらに、少なくとも一種の腐食防止剤（Ｄ）、例えば二種の腐食防止剤を含む。好ましい腐食防止剤は、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾールとこれらの誘導体、例えばベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールである。他の好ましい腐食防止剤の例は、アセチレンアルコール、またはアミンとアミド基含有カルボン酸の塩または付加物である。
存在する場合、この腐食防止剤（Ｄ）は、いろいろな量で含まれる。（Ｄ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下、最も好ましくは２．５質量％以下、例えば１．５質量％以下である。（Ｄ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．１質量％、最も好ましくは少なくとも０．３質量％、例えば少なくとも０．８質量％である。
本発明のＣＭＰ組成物は、必要ならさらに、少なくとも一種の酸化剤（Ｅ）、例えば一種の酸化剤を含む。一般にこの酸化剤は、研磨対象の基板またはその層の一つを酸化することのできる化合物である。好ましくは、（Ｅ）は過酸化物系の酸化剤である。（Ｅ）は、より好ましくは過酸化物、過硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、過マンガン酸塩、またはこれらの誘導体である。最も好ましくは（Ｅ）は、過酸化物または過硫酸塩である。特に（Ｅ）は、過酸化物である。例えば（Ｅ）は、過酸化水素である。
存在する場合、この酸化剤（Ｅ）はいろいろな量で含まれる。（Ｅ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して２０質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下、最も好ましくは５質量％以下、例えば２質量％以下である。（Ｅ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０５質量％であり、より好ましくは少なくとも０．１質量％、最も好ましくは少なくとも０．５質量％、例えば少なくとも１質量％である。
本発明のＣＭＰ組成物は、必要ならさらに、少なくとも一種の錯化剤（Ｆ）、例えば一種の錯化剤を含むことができる。一般に、この錯化剤は、研磨対象の基板またはその層の一つのイオンに錯化することのできる化合物である。（Ｆ）は、好ましくは、少なくとも２個のＣＯＯＨ基をもつカルボン酸、Ｎ含有カルボン酸、Ｎ含有スルホン酸、Ｎ含有硫酸、Ｎ含有ホスホン酸、Ｎ含有リン酸、またはその塩である。より好ましくは（Ｆ）は、少なくとも２個のＣＯＯＨ基をもつカルボン酸、Ｎ含有カルボン酸、またはその塩である。最も好ましくは（Ｆ）は、アミノ酸またはその塩である。例えば（Ｆ）は、グリシン、セリン、アラニン、ヒスチジン、またはその塩である。
存在する場合、この錯化剤（Ｆ）はいろいろな量で含まれる。（Ｆ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して２０質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下、最も好ましくは５質量％以下、例えば２質量％以下である。（Ｆ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０５質量％であり、より好ましくは少なくとも０．１質量％、最も好ましくは少なくとも０．５質量％、例えば少なくとも１質量％である。
本発明のＣＭＰ組成物は、必要ならさらに、少なくとも一種の殺生剤（Ｇ）、例えば一種の殺生剤を含むことができる。一般に、この殺生剤は、化学的手段か生物学的手段によりいずれかの有害生物の生育を阻害する、無害化する、あるいは制御効果を示す化合物である。好ましくは（Ｇ）は、４級アンモニウム化合物、イソチアゾリノン系化合物、Ｎ置換ジアゼニウムジオキシド、またはＮ’−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物塩である。より好ましくは（Ｇ）は、Ｎ置換ジアゼニウムジオキシド、またはＮ’−ヒドロキシ−ジアゼニウム酸化物塩である。
存在する場合、この殺生剤（Ｇ）は、いろいろな量で含まれる。存在する場合、（Ｇ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して０．５質量％以下であり、より好ましくは０．１質量％以下、最も好ましくは０．０５質量％以下、特に０．０２質量％以下、例えば０．００８質量％以下である。存在する場合、（Ｇ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０００１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．０００５質量％、最も好ましくは少なくとも０．００１質量％、特に少なくとも０．００３質量％、例えば少なくとも０．００６質量％である。
本発明のＣＭＰ組成物は、必要ならさらに、少なくとも一種の糖化合物（Ｈ）、例えば一種の糖化合物を含む。好ましくはこの糖化合物は、モノサッカライドとジサッカライド、トリサッカライド、テトラサッカライド、ペンタサッカライド、オリゴサッカライド、ポリサッカライド、酸化モノサッカライドからなる群から選ばれ、より好ましくはこの糖化合物は、グルコースとガラクトース、サッカロース、スクラロース、これらのｄ立体異性体からなる群から選ばれる。オリゴサッカライドは、６〜１０個のモノサッカライド単位を含むサッカライドポリマーである。ポリサッカライドは、１０個以上のモノサッカライド単位を含むサッカライドポリマーである。オリゴサッカライドの好ましい例は、α−シクロデキストリンである。ポリサッカライドの好ましい例は、デンプンである。酸化モノサッカライドの好ましい例は、グルコノ−δ−ラクトンである。
存在する場合、この糖化合物（Ｈ）はいろいろな量で含まれる。（Ｈ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して４質量％以下であり、より好ましくは１質量％以下、最も好ましくは０．５質量％以下、例えば０．２質量％以下である。（Ｈ）の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．００５質量％であり、より好ましくは少なくとも０．０１質量％、最も好ましくは少なくとも０．０５質量％、例えば少なくとも０．０８質量％である。
使用するＣＭＰ組成物または本発明のＣＭＰ組成物の性質、例えば安定性や研磨性能は、その組成物のｐＨに依存する。使用する組成物または本発明の組成物のｐＨ値はそれぞれ、好ましくは３〜１１の範囲であり、より好ましくは４〜１０、最も好ましくは５〜９、特に好ましくは６〜８、例えば６．５〜７．５の範囲である。
本発明のＣＭＰ組成物はそれぞれ、必要ならいろいろな他の添加物を含むことができる。このような添加物には、ｐＨ調整剤や安定剤、界面活性剤などが含まれるが、これらに制限されるのではない。上記の他の添加物は、例えばＣＭＰ組成物に通常用いられるものであり、このため当業界の熟練者には公知のものである。このような添加により、例えば分散液を安定化させたり、研磨性能が向上したり、異なる層の選択性を増加させることができる。
存在する場合、上記添加物はいろいろな量で含まれる。上記添加物の量は、好ましくは組成物の総質量に対して１０質量％以下であり、より好ましくは１質量％以下、最も好ましくは０．１質量％以下、例えば０．０１質量％以下である。上記添加物の量は、好ましくは組成物の総質量に対して少なくとも０．０００１質量％であり、より好ましくは少なくとも０．００１質量％、最も好ましくは少なくとも０．０１質量％、例えば少なくとも０．１質量％である。
ある実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子と、
（Ｂ）真菌性タンパク質と
（Ｃ）水性媒体とを含む。
もう一つの実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子と、
（Ｂ）アミノ酸単位としてシステインを含むタンパク質と
（Ｃ）水性媒体とを含む。
他の実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子と、
（Ｂ）１００個を超えるアミノ酸単位を含むタンパク質と
（Ｃ）水性媒体とを含む。
他の実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子と、
（Ｂ）少なくとも一個のヒドロホビン単位を含むタンパク質と、
（Ｃ）水性媒体とを含む。
他の実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子と、
（Ｂ）ヒドロホビンと
（Ｃ）水性媒体とを含む。
他の実施様態では、本発明のＣＭＰ組成物は、
（Ａ）セリア粒子を、ＣＭＰ組成物の総質量に対して０．０１〜５質量％の濃度で、
（Ｂ）ヒドロホビンまたは少なくとも一個のヒドロホビン単位を含むタンパク質を、ＣＭＰ組成物の総質量に対して０．００１〜０．５質量％の濃度で、また
（Ｃ）水性媒体を含む。
ＣＭＰ組成物の製造方法は公知である。これらの方法を、本発明のＣＭＰ組成物の製造に利用できる。これは、上記の成分（Ａ）と（Ｂ）を水性媒体（Ｃ）中に、好ましくは水中に分散または溶解し、必要に応じて酸、塩基、緩衝剤またはｐＨ調整剤を添加してｐＨ値を調整して行われる。この目的のために、従来から使用されている標準的な混合方法や混合装置を使用でき、例えば撹拌容器、高せん断インペラー、超音波ミキサー、ホモジナイザーノズルまたは向流ミキサーを使用することができる。
本発明のＣＭＰ組成物は、水性媒体（Ｃ）中に粒子（Ａ）を分散させ、タンパク質（Ｂ）と必要なら他の添加物を分散及び／又は溶解させで製造することが好ましい。
研磨方法は公知であり、集積回路を有するウエハーの製造の際のＣＭＰに従来から使用されている方法と装置を用いて従来条件で行なうことができる。この研磨方法を実施するのに用いる装置に制限はない。
先行技術から公知のように、ＣＭＰ方法の典型的な装置は、回転プラテンとそれを覆う研磨パッドとからなる。オービタルポリッシャーも使用されている。ウエハーを支持体またはチャックに載せる。ウエハーの加工される面が研磨パッドを向いている（単一面研磨方法）。保持リングでウエハーを水平位置に保持する。
支持体の下には、より大きな径をもつプラテンが一般的に水平に保持されており、研磨ウエハーに平行な表面を提供している。表面研磨中に、プラテン上の研磨パッドがウエハー表面に接触する。材料ロスを起こすためにこのウエハーを研磨パッドに押し付ける。通常支持体とプラテンの両方が、支持体とプラテンに垂直に伸びる軸の周りを回転する。回転支持体の軸は、回転プラテンの軸に対して固定していてもよいし、プラテンに対して水平に往復してもよい。支持体の回転方向は、通常プラテンの回転方向と同じであるが、そうである必要はない。支持体とプラテンの回転速度は一般的には異なる値に設定されるが、そうでなくてもよい。本発明のＣＭＰ方法の間に、本発明のＣＭＰ組成物が、通常研磨パッド上に、連続流としてあるいは滴下的に塗布される。従来、プラテンの温度は１０〜７０℃に設定されている。
ウエハー上への負荷は、例えばスチール製の板で行うことができ、この板は、よく裏当てフィルムを呼ばれる軟らかいパッドで覆われている。より進んだ装置を使用する場合、空気圧または窒素圧のかかった柔らかな膜が、ウエハーをパッドに押し付ける。硬い研磨パッドを使用する場合、このような膜支持体が、下向きの力の小さなプロセスに好ましい。これは、ウエハーにかかる下向き圧力の分布が、硬プラテンデザインの支持体のものと比べてより均一となるためである。ウエハー上の圧力分布を制御可能な支持体を本発明で使用することもできる。これらの支持体は、通常一定程度相互に独立して負荷可能な多くの異なるチャンバーを持つようにデザインされている。
更なる詳細については、ＷＯ２００４／０６３３０１Ａ１，特に１６頁文節［００３６］〜１８頁文節［００４０］と図２を参照されたい。
本発明のＣＭＰ方法により及び／又は本発明のＣＭＰ組成物を使用することにより、高性能の、誘電体層含有集積回路をもつウエハーを得ることができる。
本発明のＣＭＰ組成物は、直ちに使用可能なスラリーとしてＣＭＰプロセスで使用できる。これらは保管寿命が長く、長期間安定な粒度分布を示す。したがって、これらは取扱いが容易で、また保存も容易である。これらは優れた研磨性能を示し、特に高い二酸化ケイ素材料除去速度（ＭＲＲ）と低い窒化ケイ素またはポリシリコンのＭＲＲの点て優れた研磨性能を示す。その成分の使用量が最小に抑えられるため、本発明のＣＭＰ組成物はそれぞれ低コストで使用できる。
実施例と比較例
一般的なＣＭＰ試験の方法を以下に述べる。
標準的な２００ｍｍのＳｉＯ２ウエハーのＣＭＰ方法：
ストロースボーｎスパイア（６ＥＣ型）、ＶｉＰＲＲフローティング保持リング支持体；
下向き圧力：２．０ｐｓｉ（１３８ｍｂａｒ）；
裏側圧力：０．５ｐｓｉ（３４．５ｍｂａｒ）；
保持リング圧力：２．５ｐｓｉ（１７２ｍｂａｒ）；
研磨面／支持体速度：９５／８６ｒｐｍ；
スラリー流量：２００ｍｌ／ｍｉｎ；
研磨時間：６０ｓ；
パッド状態調節：原位置、４．０ｌｂｓ（１８Ｎ）；
研磨パッド：スバ４積層パッド上のＩＣ１０００Ａ２、ｘｙｋまたはｋみぞ付（Ｒ＆Ｈ）；
裏打ちフィルム：ストロースボー、ＤＦ２００（１３６穴）；
状態調節ディスク：３ＭのＳ６０；
新しい種類のスラリーをＣＭＰに使用する前に、このパッドを３回含ませて状態調整を行った。このスラリーを局所供給槽中で撹拌した。
標準的な（半）透明ブランケットウエハーの分析方法：
除去速度は、フィルムメトリクスＦ５０を用いる光学的膜厚測定で決定した。ＣＭＰの前後で各ウエハーの４９点の径（端部５ｍｍを除く）の測定を行う。ＣＭＰ前後の膜厚の差から、Ｆ５０で測定したウエハー上の各点における膜厚の低下率を計算する。この４９点径スキャンから得られたデータの平均から合計低下率が与えられ、その標準偏差から（不）均一性が与えられる。除去速度として、合計材料除去率と主研磨工程の時間の商を用いる。
ＣＭＰ試験に用いる標準フィルム：
ＳｉＯ２フィルム：ＰＥ、ＴＥＯＳ；
Ｓｉ３Ｎ４フィルム：ＰＥ、ＣＶＤまたはＬＰＣＶＤ
ポリＳｉフィルム：ドープ処理あり；
標準的なスラリーの調製方法：
アンモニア水溶液（０．１％）またはＨＮＯ３（０．１％）をスラリーに添加してｐＨを調整する。ｐＨ値は、ｐＨ複合電極（ショット、ブルーライン２２ｐＨ）で測定する。
実施例で使用した無機粒子（Ａ）
平均一次粒子径（ＢＥＴ表面積測定で決定）が６０ｎｍで、平均二次粒子径（ｄ５０値、堀場製作所の装置を用いて動的光散乱法で測定）が９９ｎｍであるコロイダルセリア粒子（ローディアＨＣ６０）
ヒドロホビンはＢＡＳＦ社から提供されたものである。
表１：実施例１と比較例Ｖ１のＣＭＰ組成物とそのｐＨ値、これらの組成物を用いるＣＭＰプロセスでのＭＲＲ（材料除去速度）と選択性データ
なお、このＣＭＰプロセスでの水性媒体（Ｃ）は脱イオン水である（質量％＝質量換算のパーセント；ポリＳｉ＝ポリシリコン）。
Figure 2015511258
これらの本発明のＣＭＰ組成物の実施例は、研磨性能を向上させる。

Claims (15)

  1. （Ａ）無機粒子、有機粒子、またはこれらの混合物もしくは複合物と、
    （Ｂ）タンパク質と
    （Ｃ）水性媒体と
    を含む化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物。
  2. タンパク質（Ｂ）がアミノ酸単位としてシステインを含むタンパク質である請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
  3. タンパク質（Ｂ）が真菌性のタンパク質である請求項１または２に記載のＣＭＰ組成物。
  4. タンパク質（Ｂ）が、１００個を超えるアミノ酸単位を含むタンパク質である請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  5. タンパク質（Ｂ）がヒドロホビンであるか、少なくとも一個のヒドロホビン単位を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  6. 粒子（Ａ）がセリア粒子である請求項１〜５のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  7. 動的光散乱法で求めた粒子（Ａ）の平均粒径が５０ｎｍ〜３００ｎｍである請求項１〜６のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  8. さらに、
    （Ｈ）糖化合物を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  9. さらに、
    （Ｈ）モノサッカライド、ジサッカライド、トリサッカライド、テトラサッカライド、ペンタ−サッカライド、オリゴサッカライド、ポリサッカライド、及び酸化されたモノサッカライドからなる群から選ばれる糖化合物を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  10. さらに、
    （Ｈ）グルコース、ガラクトース、サッカロース、スクラロース、及びこれらの立体異性体からなる群から選ばれる糖化合物を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  11. 組成物のｐＨ値が５〜９の範囲である請求項１〜８のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物。
  12. （Ａ）がセリア粒子であり、
    （Ｂ）がヒドロホビンである請求項１に記載のＣＭＰ組成物。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物の存在下に基板を化学機械的に研磨する工程を含む半導体装置の製造方法。
  14. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のＣＭＰ組成物の、半導体工業で使用される基板の化学機械的研磨への利用。
  15. 上記基板が、
    （Ｉ）二酸化ケイ素と、
    （ＩＩ）窒化ケイ素またはポリシリコンを含む請求項１４記載の利用。
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