JP2010114446A - ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法 - Google Patents

ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010114446A
JP2010114446A JP2009252837A JP2009252837A JP2010114446A JP 2010114446 A JP2010114446 A JP 2010114446A JP 2009252837 A JP2009252837 A JP 2009252837A JP 2009252837 A JP2009252837 A JP 2009252837A JP 2010114446 A JP2010114446 A JP 2010114446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mechanical polishing
chemical mechanical
polishing composition
germanium
antimony
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009252837A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5543174B2 (ja
JP2010114446A5 (ja
Inventor
Zhendong Liu
チェントン・リウ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc, Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Publication of JP2010114446A publication Critical patent/JP2010114446A/ja
Publication of JP2010114446A5 publication Critical patent/JP2010114446A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5543174B2 publication Critical patent/JP5543174B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/02Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/32115Planarisation
    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/011Manufacture or treatment of multistable switching devices
    • H10N70/061Shaping switching materials
    • H10N70/066Shaping switching materials by filling of openings, e.g. damascene method
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/231Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials
    • H10N70/882Compounds of sulfur, selenium or tellurium, e.g. chalcogenides
    • H10N70/8828Tellurides, e.g. GeSbTe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

【課題】PRAM装置の製造時に相変態合金を選択的に除去することができる一方で、高い除去速度と低いディッシングが得られるケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供する。
【解決手段】水;50nm以下の平均粒径を有する砥粒1〜40重量%;第四級アンモニウム化合物0〜5重量%を含み;酸化剤とキレート剤を含まず;pH6を超え12以下であるケミカルメカニカル研磨組成物を使用し、ゲルマニウム−アンチモン−テルルカルコゲニド相変態合金を含む基材のケミカルメカニカル研磨方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれを使用する方法に関する。より詳細には、本発明は、相変態合金(例えば、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金)を有する基材を研磨するためのケミカルメカニカル研磨組成物に関する。
概して無定形の絶縁性状態と、概して結晶構造の導電性状態との間を電気的に遷移することができる相変態材料を使用する相変化ランダムアクセスメモリー(PRAM)装置は、次世代の記憶装置の最有力候補となっている。これらの次世代のPRAM装置は、各記憶ビットにつき超小型電子回路要素を用いる、従来の固体記憶装置、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリー(DRAM)装置;スタティックランダムアクセスメモリー(SRAM)装置、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリー(EPROM)装置、及び電気的消去可能プログラム可能リードオンリーメモリー(EEPROM)装置に取って代わる可能性がある。これらの固体記憶装置は、情報を記憶するのに多くのチップスペースを消費するため、チップ密度が制限され、また相対的にプログラミングが遅い。
PRAM装置において有用な相変態材料には、ゲルマニウム−テルル(Ge−Te)及びゲルマニウム−アンチモン−テルル(Ge−Sb−Te)相変態合金などのカルコゲニド材料が含まれる。PRAM装置の製造は、カルコゲニド相変態材料が選択的に除去され、装置表面が平坦化されるケミカルメカニカル研磨工程を含む。
カルコゲニド相変態材料を有する基材を研磨するための一つの研磨組成物が、Dysardらの米国特許出願公開第20070178700号に開示されている。Dysardらは、(a)約3重量パーセント以下の量の微粒子砥粒;(b)相変態合金をキレート化することができる少なくとも1個のキレート剤、その成分、又はケミカルメカニカル研磨の間、相変態合金材料から形成される物質;及び(c)その水性担体を含む、相変態合金含有基材を研磨するためのケミカルメカニカル研磨組成物を開示する。
PRAM装置の製造時に相変態合金を選択的に除去することができる一方で、高い除去速度と低いディッシングが得られるケミカルメカニカルポリッシング(CMP)組成物に対する必要性が存在する。
本発明の1つの態様においては、基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、カルコゲニド相変態合金を含む基材を用意し;水;50nm以下の平均粒径を有する砥粒1〜40重量%;第四級アンモニウム化合物0〜2重量%を含み;酸化剤とキレート剤を含まず;pH6を超え12以下であるケミカルメカニカル研磨組成物を用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドを用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との界面に動的接触を作り出し;次いでケミカルメカニカル研磨組成物を、ケミカルメカニカル研磨パッド上で、ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面又は界面近くに計量分配することを含み、少なくとも幾つかのカルコゲニド相変態合金が基材から除去される、方法が提供される。
本発明の別の態様においては、基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金を含む基材を用意し;水;1〜50nmの平均粒径を有するコロイドシリカ砥粒1〜5重量%;第四級アンモニウム化合物0.01〜5重量%;酸化剤とキレート剤を含まず;pH7〜12であるケミカルメカニカル研磨組成物を用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドを用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面に動的接触を作り出し;次いでケミカルメカニカル研磨組成物を、ケミカルメカニカル研磨パッド上で、ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との界面又は界面近くに計量分配することを含み、少なくとも幾つかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金が基材から除去される、方法が提供される。
詳細な説明
本発明のケミカルメカニカル研磨方法は、カルコゲニド相変態合金を含有する基材を研磨する上で有用である。本発明の方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、基材上の追加的な材料に対して有利な選択性を有する、高いカルコゲニド相変態合金の除去速度を提供する。
ケミカルメカニカル研磨に対して、本発明の方法で使用される好適な基材は、カルコゲニド相変態合金を含む。好ましくは、カルコゲニド相変態合金は、ゲルマニウム−テルル相変態合金及びゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金より選択される。最も好ましくは、カルコゲニド相変態合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金である。
ケミカルメカニカル研磨に対して、本発明の方法で使用される好適な基材は、場合により、更に、リンケイ酸塩ガラス(PSG)、ホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG)、非ドープケイ酸塩ガラス(USG)、スピンオンガラス(SOG)、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)、プラズマ増強TEOS(PETEOS)、流動性酸化物(FOx)、高密度プラズマ化学蒸着(HDP−CVD)酸化物、及び窒化ケイ素(例えば、Si)より選択される追加的な材料を含む。好ましくは、基材は、更に、Si及びTEOSより選択される追加的な材料を含む。
本発明に使用される好適な砥粒には、例えば、無機酸化物、無機水酸化物、無機水酸化酸化物、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、ポリマー粒子及び少なくとも前述の一つを含む混合物が含まれる。適切な無機酸化物には、例えば、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、セリア(CeO)、酸化マンガン(MnO)、酸化チタン(TiO)又は前述の酸化物の少なくとも1つを含む組み合わせが含まれる。これらの無機酸化物の改変形態、例えば、有機ポリマー被覆無機酸化物粒子及び無機被覆粒子もまた、所望であれば利用することができる。好適な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物には、例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素(SiCN)、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、ホウ化アルミニウム、炭化タンタル、炭化チタン、又は前述の金属炭化物、ホウ化物及び窒化物の少なくとも1つを含む組み合わせが含まれる。好ましくは、砥粒はコロイドシリカ砥粒である。ケミカルメカニカル研磨についての、本発明の方法で使用される好適なコロイドシリカ砥粒は、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ及び凝集シリカのうちの少なくとも1つを含有する。
本発明の幾つかの実施態様においては、砥粒は、50nm以下(≦50nm)の平均粒径を有するコロイドシリカである。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜50nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜40nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜30nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜25nmの平均粒径を有する。
本発明の幾つかの実施態様においては、使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、12〜40重量%の砥粒(ここで、砥粒は、50nm以下(≦50nm)の平均粒径を有するコロイドシリカである)を含有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜50nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜40nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜30nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜25nmの平均粒径を有する。
本発明の幾つかの実施態様においては、使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、15〜35重量%の砥粒(ここで、砥粒は、50nm以下(≦50nm)の平均粒径を有するコロイドシリカである)を含有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜50nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜40nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜30nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜25nmの平均粒径を有する。
本発明の幾つかの実施態様においては、使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、20〜30重量%の砥粒(ここで、砥粒は、50nm以下(≦50nm)の平均粒径を有するコロイドシリカである)を含有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜50nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜40nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜30nmの平均粒径を有する。これらの実施態様の幾つかの態様においては、コロイドシリカは、1〜25nmの平均粒径を有する。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜3重量%、より一層好ましくは0.5〜2重量%の第四級アンモニウム化合物を含む。ケミカルメカニカル研磨組成物に使用される好適な第四級アンモニウム化合物には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラシクロプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラtertブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラsecブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラシクロブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラシクロペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラシクロヘキシルアンモニウムヒドロキシド、及びその混合物が含まれる。好ましい第四級アンモニウム化合物には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)及びテトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)が含まれる。
本発明の幾つかの実施態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.01〜5重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)を含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.1〜3重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)を含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.5〜2重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)を含む。
本発明の幾つかの実施態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.01〜5重量%のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)を含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.1〜3重量%のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)を含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、更に、0.5〜2重量%のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)を含む。
本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物に含有される水は、偶発的な不純物を制限するために、好ましくは、脱イオン水及び蒸留水の少なくとも1つである。
本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、場合により、更に、分散剤、界面活性剤、緩衝剤及び殺生物剤より選択される追加的な添加剤を含む。
本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は酸化剤を含まない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される用語「酸化剤を含まない」とは、ケミカルメカニカル研磨組成物が、過酸化水素、過硫酸塩(例えば、一過硫酸アンモニウム、及び二過硫酸カリウム)及び過ヨウ素酸塩(例えば、過ヨウ素酸カリウム)などの酸化剤を含有しないことを意味する。
本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物はキレート剤を含まない。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される用語「キレート剤を含まない」とは、ケミカルメカニカル研磨組成物が、ジカルボン酸(例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸)、ポリカルボン酸(例えば、クエン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸)、アミノカルボン酸(例えば、アルファ−アミノ酸、ベータアミノ酸、オメガ−アミノ酸)、リン酸塩、ポリリン酸塩、アミノホスホン酸塩、ホスホノカルボン酸などのカルコゲニド相変態合金(すなわち、ゲルマニウム、アンチモン又はテルル)の成分をキレート化することができるキレート剤、及び高分子キレート剤を含有しないことを意味する。
本発明のケミカルメカニカル研磨方法において使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、pH6超え12以下(>6〜12)にわたって効力を示す。好ましくは、使用されるケミカルメカニカル研磨組成物は、pH7〜12にわたって効力を示す。ケミカルメカニカル研磨組成物のpHの調整に使用する好適な酸には、例えば、硝酸、硫酸及び塩酸が含まれる。ケミカルメカニカル研磨組成物のpH調整に使用する好適な塩基には、例えば、水酸化アンモニウム及び水酸化カリウムが含まれる。
本発明の幾つかの実施態様においては、カルコゲニド相変態合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり、砥粒はコロイドシリカであり、基材は更にSiを含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、そのSiの除去速度を上回るゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性40以上:1(≧40:1)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性60以上:1(≧60:1)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性100以上:1(≧100:1)を示す。
本発明の幾つかの実施態様においては、カルコゲニド相変態合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり、砥粒はコロイドシリカであり、基材は更にオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を含む。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、そのTEOSの除去速度を上回るゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性40以上:1(≧40:1)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性60以上:1(≧60:1)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性100以上:1(≧100:1)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性200以上:1(≧200:1)を示す。
本発明の幾つかの実施態様においては、カルコゲニド相変態合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり、砥粒はコロイドシリカであり、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機(例えば、Applied Materials Mirra 200 mm polishing machine)で、プラテン速度60回転/分、キャリヤ速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度200Å/分以上(≧200Å/分)、好ましくは400Å/分以上(≧400Å/分)、より好ましくは800Å/分以上(≧800Å/分)、最も好ましくは1000Å/分以上(≧1000Å/分)を示す。
本発明の幾つかの実施態様においては、基材のケミカルメカニカル研磨方法は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金を含む基材を用意し;水;1〜50nmの平均粒径を有するコロイドシリカ砥粒1〜5重量%、第四級アンモニウム化合物0.01〜5重量%、好ましくは0.1〜3重量%、より一層好ましくは0.5〜2重量%を含み;酸化剤とキレート剤を含まず;pH7〜12であるケミカルメカニカル研磨組成物を用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドを用意し;ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面に動的接触を作り出し;次いでケミカルメカニカル研磨組成物を、ケミカルメカニカル研磨パッド上でケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面又は界面近くに計量分配することを含み、少なくとも幾つかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金が基材から除去される。これらの実施態様の幾つかの態様においては、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機(例えば、Applied Materials Mirra 200 mm polishing machine)で、プラテン速度60回転/分、キャリヤ速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、更に、ゲルマニウム−アンチモン−テルルカルコゲニド相変態合金の除去速度200Å/分以上(≧200Å/分)、好ましくは400Å/分以上(≧400Å/分)、より好ましくは800Å/分以上(≧800Å/分)、最も好ましくは1000Å/分以上(≧1000Å/分)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、基材は、更に、Siを含み、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機(例えば、Applied Materials Mirra 200 mm polishing machine)で、プラテン速度60回転/分、キャリヤ速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性40以上:1(≧40:1)、好ましくは50以上:1(≧50:1)、より好ましくは100:1を示し、そしてゲルマニウム−アンチモン−テルル除去速度200Å/分以上(≧200Å/分)、好ましくは400Å/分以上(≧400Å/分)、より好ましくは≧800Å/分以上(≧800Å/分)、最も好ましくは1000Å/分以上(≧1000Å/分)を示す。これらの実施態様の幾つかの態様においては、基材は、更に、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を含み、ケミカルメカニカル研磨組成物は、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機(例えば、Applied Materials Mirra 200 mm polishing machine)で、プラテン速度60回転/分、キャリヤ速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルルカルコゲニド相変態合金対TEOSの除去速度選択性40以上:1(≧40:1)、好ましくは60以上:1(≧60:1)、より好ましくは100以上:1(≧100:1)、最も好ましくは200以上:1(≧200:1)、そしてゲルマニウム−アンチモン−テルル除去速度200Å/分以上(≧200Å/分)、好ましくは400Å/分以上(≧400Å/分)、より好ましくは800Å/分以上(≧800Å/分)、最も好ましくは1000Å/分以上(≧1000Å/分)を示す。
ここで本発明の幾つかの実施態様を、以下の実施例において詳細に説明する。
実施例
ケミカルメカニカル研磨組成物
試験したケミカルメカニカル研磨組成物(CMPC)を表1に記載する。ケミカルメカニカル研磨組成物Aはクレームされた本発明の範囲ではない比較配合物である。
Figure 2010114446
研磨試験
表1に記載されたケミカルメカニカル研磨組成物は、ダウンフォース1psi、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、プラテン速度60rpm及びキャリヤ速度56rpm下で、IC1010(商標)ポリウレタン研磨パッド(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販)を用いるISRM検出システムを備えるApplied Materials, Inc. Mirra 200mm polishing machineを使用して試験した。SKW Associates Inc.からのガリウム−アンチモン−テルル(GST)ブランケットウェハを、上記条件で研磨した。表2に報告されているGST除去速度データは、断面透過電子顕微鏡(TEM)観察により測定した。ATDFからのSi及びTEOSブランケットウェハを、上記条件で研磨した。表2に報告されているSi及びTEOSの除去速度は、ThermWave Optiprobe(登録商標)2600フィルム厚測定システムを使用して測定した。
研磨試験の結果を表2に示す。
Figure 2010114446

Claims (10)

  1. 基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、
    カルコゲニド相変態合金を含む基材を用意し;
    水;50nm以下の平均粒径を有する砥粒1〜40重量%;第四級アンモニウム化合物0〜2重量%を含み;酸化剤とキレート剤を含まず;pH6を超え12以下であるケミカルメカニカル研磨組成物を用意し;
    ケミカルメカニカル研磨パッドを用意し;
    ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との界面に動的接触を作り出し;次いで
    ケミカルメカニカル研磨組成物を、ケミカルメカニカル研磨パッド上で、ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面又は界面近くに計量分配することを含み、
    少なくとも幾つかのカルコゲニド相変態合金が基材から除去される、方法。
  2. カルコゲニド相変態合金がゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり;砥粒がコロイドシリカであり;基材が更にSiを含み;そしてケミカルメカニカル研磨組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性≧40:1を示す、請求項1記載の方法。
  3. カルコゲニド相変態合金がゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり;砥粒がコロイドシリカであり;基材が更にオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を含み;そしてケミカルメカニカル研磨組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性≧40:1を示す、請求項1記載の方法。
  4. カルコゲニド相変態合金がゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金であり;砥粒がコロイドシリカであり;そしてケミカルメカニカル研磨組成物は、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機で、プラテン速度60回転/分、キャリア速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度200Å/分以上を示す、請求項1記載の方法。
  5. 基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、
    ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金を含む基材を用意し;
    水;1〜50nmの平均粒径を有するコロイドシリカ砥粒1〜5重量%;第四級アンモニウム化合物0.01〜5重量%;酸化剤とキレート剤を含まず;pH7〜12であるケミカルメカニカル研磨組成物を用意し;
    ケミカルメカニカル研磨パッドを用意し;
    ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との間の界面に動的接触を作り出し;次いで
    ケミカルメカニカル研磨組成物を、ケミカルメカニカル研磨パッド上で、ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との界面又は界面近くに計量分配することを含み、
    少なくとも幾つかのゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金が基材から除去される、方法。
  6. 基材が、更に、Siを含み;ケミカルメカニカル研磨組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対Siの除去速度選択性≧40:1を示す、請求項5記載の方法。
  7. 基材が、更に、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)を含み;ケミカルメカニカル研磨組成物が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金対TEOSの除去速度選択性≧60:1を示す、請求項5記載の方法。
  8. ケミカルメカニカル研磨組成物が、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機で、プラテン速度60回転/分、キャリア速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度200Å/分以上を示す、請求項5記載の方法。
  9. ケミカルメカニカル研磨組成物が、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機で、プラテン速度60回転/分、キャリア速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度200Å/分以上を示す、請求項6記載の方法。
  10. ケミカルメカニカル研磨組成物が、ケミカルメカニカル研磨パッドがポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む200mm研磨機で、プラテン速度60回転/分、キャリア速度56回転/分、ケミカルメカニカル研磨組成物流速200ml/分、及び公称ダウンフォース1.0psiで、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変態合金の除去速度200Å/分以上を示す、請求項7記載の方法。
JP2009252837A 2008-11-05 2009-11-04 ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法 Expired - Fee Related JP5543174B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/264,928 US8735293B2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
US12/264,928 2008-11-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010114446A true JP2010114446A (ja) 2010-05-20
JP2010114446A5 JP2010114446A5 (ja) 2012-12-13
JP5543174B2 JP5543174B2 (ja) 2014-07-09

Family

ID=41581914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009252837A Expired - Fee Related JP5543174B2 (ja) 2008-11-05 2009-11-04 ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8735293B2 (ja)
EP (1) EP2184330B1 (ja)
JP (1) JP5543174B2 (ja)
KR (1) KR101655790B1 (ja)
CN (1) CN101736344B (ja)
TW (1) TWI460262B (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012039087A (ja) * 2010-06-15 2012-02-23 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法
JP2012235110A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びゲルマニウム−アンチモン−テルル合金を研磨する方法
JP2012235111A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc ケミカルメカニカルポリッシング組成物及び相変化合金を研磨する方法
WO2013047734A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
WO2013047733A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2013247341A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Fujimi Inc 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及びデバイス製造方法
WO2016063505A1 (ja) * 2014-10-22 2016-04-28 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341875B1 (ko) * 2008-04-30 2013-12-16 한양대학교 산학협력단 상변환 물질 연마용 슬러리 및 이를 이용한 상변환 물질의 패터닝 방법
US20120001118A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Koo Ja-Ho Polishing slurry for chalcogenide alloy
KR101931930B1 (ko) * 2011-12-21 2018-12-24 바스프 에스이 Cmp 조성물의 제조 방법 및 그의 적용
KR20140000496A (ko) * 2012-06-22 2014-01-03 에스케이하이닉스 주식회사 연마 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 화학적 기계적 연마 방법
JP6139975B2 (ja) * 2013-05-15 2017-05-31 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US9293339B1 (en) * 2015-09-24 2016-03-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of polishing semiconductor substrate
CN108624234A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种化学机械抛光液
JP6775453B2 (ja) * 2017-03-23 2020-10-28 山口精研工業株式会社 磁気ディスク基板用研磨剤組成物
EP3894497A4 (en) * 2018-12-10 2022-09-14 CMC Materials, Inc. OXIDIZER-FREE SPURRY FOR CHEMICAL-MECHANICAL POLISHING OF RUTHENIUM

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016821A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Cheil Industries Inc 相変化メモリデバイスの研磨用化学機械研磨用スラリー組成物およびそれを使った相変化メモリデバイスの研磨方法
JP2009147337A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Samsung Electronics Co Ltd 相変化物質層パターンの形成方法、相変化メモリー装置の製造方法、及びこれに使用される相変化物質層研磨用スラリー造成物
JP2009525615A (ja) * 2006-02-01 2009-07-09 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 相変化合金をcmpするための組成物及び方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6757971B2 (en) 2001-08-30 2004-07-06 Micron Technology, Inc. Filling plugs through chemical mechanical polish
US6884144B2 (en) 2002-08-16 2005-04-26 Micron Technology, Inc. Methods and systems for planarizing microelectronic devices with Ge-Se-Ag layers
WO2004053456A2 (en) 2002-12-09 2004-06-24 Corning Incorporated Method using multi-component colloidal abrasives for cmp processing of semiconductor and optical materials
KR100681266B1 (ko) 2005-07-25 2007-02-09 삼성전자주식회사 가변 저항 구조물의 제조 방법 및 이를 이용한 상변화메모리 장치의 제조 방법
US7741636B2 (en) 2006-01-09 2010-06-22 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive RAM and manufacturing method
US7297633B1 (en) * 2006-06-05 2007-11-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Compositions for chemical mechanical polishing silica and silicon nitride having improved endpoint detection
KR100807223B1 (ko) 2006-07-12 2008-02-28 삼성전자주식회사 상변화 물질층, 상변화 물질층 형성 방법 및 이를 이용한상변화 메모리 장치의 제조 방법
US8518296B2 (en) * 2007-02-14 2013-08-27 Micron Technology, Inc. Slurries and methods for polishing phase change materials
JP5529736B2 (ja) * 2007-07-26 2014-06-25 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 相変化材料を化学的機械的に研磨するための組成物及び方法
US7678605B2 (en) * 2007-08-30 2010-03-16 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Method for chemical mechanical planarization of chalcogenide materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009525615A (ja) * 2006-02-01 2009-07-09 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 相変化合金をcmpするための組成物及び方法
JP2009016821A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Cheil Industries Inc 相変化メモリデバイスの研磨用化学機械研磨用スラリー組成物およびそれを使った相変化メモリデバイスの研磨方法
JP2009147337A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Samsung Electronics Co Ltd 相変化物質層パターンの形成方法、相変化メモリー装置の製造方法、及びこれに使用される相変化物質層研磨用スラリー造成物

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012039087A (ja) * 2010-06-15 2012-02-23 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc 安定化されたケミカルメカニカルポリッシング組成物及び基板を研磨する方法
JP2012235110A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びゲルマニウム−アンチモン−テルル合金を研磨する方法
JP2012235111A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc ケミカルメカニカルポリッシング組成物及び相変化合金を研磨する方法
WO2013047734A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
WO2013047733A1 (ja) * 2011-09-30 2013-04-04 株式会社 フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2013084876A (ja) * 2011-09-30 2013-05-09 Fujimi Inc 研磨用組成物
KR20140071446A (ko) * 2011-09-30 2014-06-11 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
JP2013247341A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Fujimi Inc 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及びデバイス製造方法
US9631121B2 (en) 2012-05-29 2017-04-25 Fujimi Incorporated Polishing composition
WO2016063505A1 (ja) * 2014-10-22 2016-04-28 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2016084371A (ja) * 2014-10-22 2016-05-19 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US10190024B2 (en) 2014-10-22 2019-01-29 Fujimi Incorporated Polishing composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP5543174B2 (ja) 2014-07-09
TWI460262B (zh) 2014-11-11
KR101655790B1 (ko) 2016-09-08
CN101736344B (zh) 2012-01-18
CN101736344A (zh) 2010-06-16
KR20100050415A (ko) 2010-05-13
TW201022424A (en) 2010-06-16
US20100112906A1 (en) 2010-05-06
EP2184330B1 (en) 2011-05-11
US8735293B2 (en) 2014-05-27
EP2184330A1 (en) 2010-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5543174B2 (ja) ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法
JP6128161B2 (ja) 基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法
JP5960489B2 (ja) ケミカルメカニカルポリッシング組成物及び相変化合金を研磨する方法
JP6137793B2 (ja) タングステンをケミカルメカニカルポリッシングするための方法
JP6595227B2 (ja) ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びタングステン研磨法
JP5861906B2 (ja) 酸化ケイ素除去を増大させるように適合した研磨組成物で基体を化学機械研磨する方法
TWI532830B (zh) 用於研磨鍺-銻-碲合金之化學機械研磨組成物及方法
KR20120002931A (ko) 칼코게나이드 합금 연마방법
JP2005167219A (ja) バリヤ除去のための組成物及び方法
AU9338401A (en) Polishing slurry for the chemical-mechanical polishing of metal and dielectric structures
JP2012015520A (ja) カルコゲナイド合金のための研磨スラリー
TW202330818A (zh) 提高多晶矽的移除速率之方法
JP2023538826A (ja) 二酸化チタン含有ルテニウム化学機械研磨スラリー
KR20120122934A (ko) 화학 기계적 연마 조성물 및 게르마늄-안티모니-텔루륨 합금의 연마 방법
KR20120123644A (ko) 화학 기계적 연마 조성물 및 상 변화 합금의 연마 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121025

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131126

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140224

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140324

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5543174

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees