JP2012015519A - カルコゲナイド合金を研磨する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カルコゲナイド相変化合金を含む基板のケミカルメカニカルポリッシング方法を提供する。
【解決手段】カルコゲナイド相変化合金を含む基板に対して、水、砥粒０．１〜３０重量％、ハロゲン化合物０．０５〜５重量％、フタル酸０．０５〜５重量％、および無水フタル酸０．０５〜５重量％とそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤とを含み、２以上７未満のｐＨを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物と、ポリッシングパッドを用いて基板を研磨し、基板からカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去する。
【選択図】なし
【解決手段】カルコゲナイド相変化合金を含む基板に対して、水、砥粒０．１〜３０重量％、ハロゲン化合物０．０５〜５重量％、フタル酸０．０５〜５重量％、および無水フタル酸０．０５〜５重量％とそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤とを含み、２以上７未満のｐＨを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物と、ポリッシングパッドを用いて基板を研磨し、基板からカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去する。
【選択図】なし
Description
本発明は、ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びそれを用いる方法に関する。より詳細には、本発明は、相変化合金（例えば、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金）を有する基板を研磨するためのケミカルメカニカルポリッシング組成物に関する。
一般に非晶質状態である絶縁と、一般に結晶状態である導電との電気的転移が可能な相変化材料を用いる相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）デバイスが、次世代メモリデバイスの主導的な候補となった。これら次世代ＰＲＡＭデバイスは、各メモリビットごとに超小型電子回路素子を用いる従来の固体メモリデバイス、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）デバイス、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）デバイス、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）デバイス、及び電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）デバイスに取って代わる可能性がある。これらの従来の固体メモリデバイスは、多量のチップスペースを消費して情報を保存するため、チップ密度が限定され、プログラミング動作も比較的遅い。
ＰＲＡＭデバイスに有用な相変化材料としては、カルコゲナイド材料、例えばゲルマニウム−テルル（Ｇｅ−Ｔｅ）及びゲルマニウム−アンチモン−テルル（Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ）相変化合金が挙げられる。ＰＲＡＭデバイスの製造は、カルコゲナイド相変化材料を選択的に除去してデバイス表面を平坦化するケミカルメカニカルポリッシングステップを含む。
選択的カルコゲナイド相変化材料スラリーの初期の例が、Jong-Young Kimへの米国特許第７，６８２，９７６号である。このスラリーにより、ゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）及びＴＥＯＳ誘電体除去速度を調節する成分が多様になる。Kimの配合剤では、砥粒濃度が高いほどＴＥＯＳ除去速度が上昇する。アゾールインヒビターの非存在下では、過酸化水素が増加すれば、ＧＳＴ除去速度が上昇する。このスラリーでは、ＴＥＯＳ除去速度に関するＧＳＴの選択比が調節されるが、窒化ケイ素除去速度に関するＧＳＴ除去速度が調節されることの開示は含まれない。
ＰＲＡＭデバイスの製造のために窒化ケイ素及び誘電体に関してカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去することが可能なケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）組成物が求められている。その選択的スラリーは、最小限の窒化ケイ素及び誘電体除去速度で、許容しうる相変化合金除去速度を提供しなければならない。非選択的スラリーは、その組成物により、相変化合金除去速度と窒化ケイ素及び誘電体除去速度とをバランス良く組み合わせて、個々の統合スキームを適合させなければならない。
発明の提示
本発明の態様は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板を提供すること；水と、砥粒０．１〜３０重量％と、ハロゲン化合物０．０５〜５重量％、フタル酸０．０５〜５重量％、無水フタル酸０．０５〜５重量％、ならびにそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤と、を含み、２以上７未満のpHを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ならびに基板をケミカルメカニカルポリッシングパッド及びケミカルメカニカルポリッシング組成物で研磨して、基板からカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去すること、を含む、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法を包含する。
本発明の態様は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板を提供すること；水と、砥粒０．１〜３０重量％と、ハロゲン化合物０．０５〜５重量％、フタル酸０．０５〜５重量％、無水フタル酸０．０５〜５重量％、ならびにそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤と、を含み、２以上７未満のpHを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ならびに基板をケミカルメカニカルポリッシングパッド及びケミカルメカニカルポリッシング組成物で研磨して、基板からカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去すること、を含む、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法を包含する。
本発明の別の態様は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板を提供すること；水と、砥粒０．０２〜２０重量％と、ハロゲン化合物０．１〜５重量％、フタル酸０．１〜４重量％、無水フタル酸０．１〜４重量％、ならびにそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤と、を含み、２．５〜６のpHを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ならびに基板をケミカルメカニカルポリッシングパッド及びケミカルメカニカルポリッシング組成物で研磨して、基板からカルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去すること、を含む、基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法を包含する。
詳細な説明
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板を研磨するのに有用である。本発明の方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、高いカルコゲナイド相変化合金除去速度を提供し、基板上の追加の材料、例えば、パターン付き半導体ウェーハに含まれるものなどへの選択性又は非選択性を有する。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法は、カルコゲナイド相変化合金を含む基板を研磨するのに有用である。本発明の方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、高いカルコゲナイド相変化合金除去速度を提供し、基板上の追加の材料、例えば、パターン付き半導体ウェーハに含まれるものなどへの選択性又は非選択性を有する。
ケミカルメカニカルポリッシングのための本発明の方法での使用に適した基板は、カルコゲナイド相変化合金を含む。好ましくはカルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−テルル相変化合金及びゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金から選択される。最も好ましくはカルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金である。
ケミカルメカニカルポリッシングのための本発明の方法での使用に適した基板は、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）、テトラエチルオルトケイ酸塩から製造された誘電体（ＴＥＯＳ）、プラズマ強化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、Ｓｉ３Ｎ４）から選択される追加の材料を含む。好ましくは基板は、更にＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳから選択される追加の材料を含む。
研磨スラリーは、ハロゲン化合物、フタル酸及びそれらの混合物の少なくとも１種を用いたカルコゲナイド相変化合金のための速度を得る。スラリーは、存在するならばハロゲン化合物を０．０５〜５重量％含む。他に明記されていなければ、組成物の量は全て、重量％を指す。スラリーは、存在するならばハロゲン化合物を好ましくは０．１〜４重量％含む。スラリーは、存在するならばハロゲン化合物を好ましくは０．２〜３重量％含む。ハロゲン化合物は、好ましくは臭化物、塩化物、ヨウ化物及びそれらの混合物から選択される少なくとも１種である。例の化合物としては、臭化アンモニウム、臭化カリウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化カリウムならびにそれらの塩、誘導体及び混合物が挙げられる。カルコゲナイド相変化合金にとって、好ましいその化合物は、カリウム塩であり、そして好ましいハロゲンは、ヨウ化物である。あるいは研磨スラリーは、フタル酸、無水フタル酸塩、それらの誘導体及び混合物、例えば、フタル酸０．０５〜５重量％又は無水フタル酸０．０５〜５重量％を含んでいてもよい。フタル酸含有又は無水フタル酸含有スラリーの場合、酸化物を含まないことが可能である。好ましくはスラリーは、存在するならばフタル酸０．１〜４重量％又は無水フタル酸０．１〜４重量％を含む。最も好ましくはスラリーは、存在するならばフタル酸０．２〜２重量％又は無水フタル酸０．２〜２重量％を含む。実際には、フタル酸化合物、例えばフタル酸水素カリウムの分解によりフタル酸を添加することが可能である。フタル酸化合物及びフタル酸誘導体の別の具体的例は、フタル酸水素アンモニウムである。有利にはスラリーは、ハロゲン化合物と、フタル酸又は無水フタル酸との両方を含む。
本発明での使用に適した砥粒としては、例えば、無機酸化物、無機水酸化物、無機水酸化酸化物（inorganic hydroxide oxides）、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、高分子粒子及び前述のものの少なくとも１種を含む混合物が挙げられる。適切な無機酸化物としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は前述の酸化物の少なくとも１種を含む混合物が挙げられる。所望なら、これらの無機酸化物の改良形態、例えば、有機ポリマーでコーティングされた無機酸化物粒子及び無機物コーティング粒子を用いることもできる。適切な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物としては、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種を含む混合物が挙げられる。非選択的又は低選択的スラリーでは、好ましくは砥粒は、沈殿又は凝集したコロイダルシリカ砥粒である。選択的スラリーでは、好ましくは砥粒は、アルミナ又はセリアである。
本発明の幾つかの実施態様において、砥粒は、４００nm以下の平均粒径を有するコロイダルシリカである。これらの実施態様の幾つかの態様において、コロイダルシリカは、２〜３００nm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、コロイダルシリカは、５〜２５０nm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、コロイダルシリカは、５〜１００nm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、コロイダルシリカは、１００〜２５０nmの平均粒径を有する。アルミナ又はセリアを含む本発明の別の態様において、平均粒径は、５〜５００nm、そして好ましくは１０〜３００nmである。
本発明の幾つかの実施態様において、用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、砥粒を０．１〜３０重量％含む。好ましくはその組成物は、砥粒を０．２〜２０重量％含む。最も好ましくはその組成物は、砥粒を０．５〜１０重量％含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれる水は、好ましくは脱イオン及び蒸留の少なくとも一方を施されているため、不可避不純物が制限される。典型的な配合剤は、バランスウォーター（balance water）を含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、場合により更に、pH滴定剤、分散剤、界面活性剤、緩衝剤及び殺生物剤から選択される追加の添加剤を含む。
本発明のケミカルメカニカルポリッシング方法で用いられるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２以上７未満のpHで有効性を提供する。好ましくはpHは、２．５〜６であり、最も好ましくはpHは、３〜５である。ケミカルメカニカルポリッシング組成物のpHを調整するための使用に適した酸としては、例えば、硝酸、硫酸及び塩酸が挙げられる。好ましくはpH調整剤は、塩酸である。pH調整のための適切な塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム及び重炭酸テトラメチルアンモニウムが挙げられる。
本発明の幾つかの実施態様において、カルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、砥粒は、アルミナ又はセリアであり、そして基板は、更にＳｉ３Ｎ４を含む。これらの実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、Ｓｉ３Ｎ４除去速度を超えるゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示す。例えばこれらの選択的実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧１０：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧１５：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。最も好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧２０：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。
本発明の幾つかの実施態様において、カルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、砥粒は、アルミナ又はセリアであり、そして基板は、更にＴＥＯＳを含む。これらの実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、ＴＥＯＳ除去速度を超えるゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示す。例えばこれらの選択的実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧１０：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧１５：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。最も好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧２０：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。
本発明の幾つかの実施態様において、カルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、砥粒は、コロイダルシリカであり、そして基板は、更にＳｉ３Ｎ４を含む。これらの実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、Ｓｉ３Ｎ４除去速度を超える、又は超えないゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示す。例えばこれらの非選択的実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１：１〜１０：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．２：１〜５：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。最も好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．３：１〜３：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。
本発明の幾つかの実施態様において、カルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、砥粒は、コロイダルシリカであり、そして基板は、更にＴＥＯＳを含む。これらの実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、ＴＥＯＳ除去速度を超える、又は超えないゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示す。例えばこれらの非選択的実施態様において、ケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１：１〜１０：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．２：１〜５：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。最も好ましくはそのケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．３：１〜３：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す。
本発明の幾つかの実施態様において、カルコゲナイド相変化合金は、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、砥粒は、コロイダルシリカであり、そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物は、２００mm研磨機（例えば、Applied Materials Mirra 200mm 研磨機）でプラテン速度９３rpm（revolution per minute）、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース（nominal down force）２．５psi（１７．２kPa）で、４００Å/分以上、好ましくは５００Å/分以上、最も好ましくは１，０００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む。
ここに、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記載する。
実施例
ケミカルメカニカルポリッシング組成物
試験されたケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物を、表１に記載する。ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ａは、比較用の配合剤であり、請求された発明の範囲に含まれない。
実施例１
ケミカルメカニカルポリッシング組成物
試験されたケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物を、表１に記載する。ケミカルメカニカルポリッシング組成物Ａは、比較用の配合剤であり、請求された発明の範囲に含まれない。
実施例１
全ての配合剤が、バランス脱イオン水を含んでおり、pH調整にＨＣｌ又はＫＯＨを使用した。
＊コロイダルシリカは、５０nmの平均粒径を有するAZ Electronic Materials製のKlebosol（登録商標）II 1501-50であった。
＊＊アルミナは、２３０nmの平均粒径を有するSaint-Gobain Inc.製の多結晶A9225アルミナであった。
＊＊＊用いられた酸化セリウムは、１３０nmの平均粒径を有するNanophase Technologies Corporation製のNano Tek SG-3であった。
＊コロイダルシリカは、５０nmの平均粒径を有するAZ Electronic Materials製のKlebosol（登録商標）II 1501-50であった。
＊＊アルミナは、２３０nmの平均粒径を有するSaint-Gobain Inc.製の多結晶A9225アルミナであった。
＊＊＊用いられた酸化セリウムは、１３０nmの平均粒径を有するNanophase Technologies Corporation製のNano Tek SG-3であった。
研磨試験
表１に記載されたケミカルメカニカルポリッシング組成物を、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）を用いたISRM検出装置を具備したApplied Materials Inc. Mirra 200mm研磨機を利用して、ダウンフォース２．５psi（１７．２kPa）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、プラテン速度９３rpm及びキャリア速度８７rpmの下で試験した。SKW Associates Inc.のゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）ブランケットウェーハを、特記された条件下で研磨した。表２に報告されたＧＳＴ除去速度データが重量速度によって求められ、Jordan Valley JVX 5200T計測ツールを用いたＸＲＲ測定によっても求められた。ＡＴＤＦのＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳブランケットウェーハを、特記された条件下で研磨した。表２に報告されたＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳ除去速度は、KLA-Tencor FX200膜厚測定装置を用いて測定された。
表１に記載されたケミカルメカニカルポリッシング組成物を、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）を用いたISRM検出装置を具備したApplied Materials Inc. Mirra 200mm研磨機を利用して、ダウンフォース２．５psi（１７．２kPa）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、プラテン速度９３rpm及びキャリア速度８７rpmの下で試験した。SKW Associates Inc.のゲルマニウム−アンチモン−テルル（ＧＳＴ）ブランケットウェーハを、特記された条件下で研磨した。表２に報告されたＧＳＴ除去速度データが重量速度によって求められ、Jordan Valley JVX 5200T計測ツールを用いたＸＲＲ測定によっても求められた。ＡＴＤＦのＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳブランケットウェーハを、特記された条件下で研磨した。表２に報告されたＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳ除去速度は、KLA-Tencor FX200膜厚測定装置を用いて測定された。
研磨試験の結果を、表２に示す。
比較用のスラリーＡは、カルコゲナイド相変化合金にとって許容しうる除去速度を提供したが、パターン付き半導体ウェーハに適した研磨を提供しなかった。残りの本発明のスラリーは、パターン付きウェーハに適したカルコゲナイド相変化合金に関して選択的又は非選択的のいずれかのスラリーを提供した。詳細には、コロイダルシリカを含むスラリー１〜５は、Ｓｉ３Ｎ４に対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約０．７：１〜３．６：１、及びＴＥＯＳに対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約１：１〜３．１：１の範囲内の非選択的スラリーを提供した。加えて、アルミナ含有スラリーは、Ｓｉ３Ｎ４に対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約８０：１、及びＴＥＯＳに対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約３８：１を提供した。同様に、セリア含有スラリーは、Ｓｉ３Ｎ４に対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約４８：１、及びＴＥＯＳに対するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの選択比約２６：１を提供した。
実施例２
表３
表３
全ての配合剤が、バランス脱イオン水を含んでおり、pH４への調整にＨＣｌ又はＫＯＨを使用した。
１ アルミナは、２３０nmの平均粒径を有するSaint-Gobain Inc.製の多結晶A9225アルミナであった。
２ コロイダルシリカは、１７２nmの平均粒径を有するAZ Electronic Materials製のKlebosol（登録商標）1686であった。
３ コロイダルシリカは、平均一次粒径２４nm及び平均二次粒径４８nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-2であった。
４ コロイダルシリカは、平均一次粒径３５nm及び平均二次粒径７０nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-3であった。
５ コロイダルシリカは、平均一次粒径７５nm及び平均二次粒径１２５nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-7であった。
１ アルミナは、２３０nmの平均粒径を有するSaint-Gobain Inc.製の多結晶A9225アルミナであった。
２ コロイダルシリカは、１７２nmの平均粒径を有するAZ Electronic Materials製のKlebosol（登録商標）1686であった。
３ コロイダルシリカは、平均一次粒径２４nm及び平均二次粒径４８nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-2であった。
４ コロイダルシリカは、平均一次粒径３５nm及び平均二次粒径７０nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-3であった。
５ コロイダルシリカは、平均一次粒径７５nm及び平均二次粒径１２５nmを有するFuso Chemical Corporation製のFUSO PL-7であった。
表３のスラリーの研磨結果を、以下の表４に示す。
上記データから、本発明の研磨配合剤が複数の大きな粒子によって効果的になることが示された。加えて、その配合剤が、無機ケイ酸塩から製造された従来のコロイダルシリカ及び３種の寸法の繭形コロイダルシリカについて、非選択的結果を提供した。その繭形コロイダルシリカは、有機化合物で合成されたFuso Chemical Corporation製の、１個の二次粒子に結合した２個の一次粒子を含んでいた。
上記配合剤から、様々な統合スキームで操作するカルコゲナイド相変化合金研磨スラリーを提供することが可能である。例えば、カルコゲナイド相変化合金を一段階で研磨する選択的又は非選択的配合剤を提供することが可能である。あるいは、二段階で研磨するカルコゲナイド相変化合金を提供することが可能である。例えば、幾つかの統合スキームでは、最初の選択的スラリーを用いて、カルコゲナイド相変化合金を除去し、そして誘電体、例えばＴＥＯＳ上で停止させることができる。これらの統合スキームでは、その後、カルコゲナイド相変化合金及び誘電層を除去することにより、バランス良いスラリー又は非選択的スラリーが研磨を終了させる。
Claims (10)
- 基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法であって、
カルコゲナイド相変化合金を含む基板を提供すること；
水と、砥粒０．１〜３０重量％と、ハロゲン化合物０．０５〜５重量％、フタル酸０．０５〜５重量％、無水フタル酸０．０５〜５重量％、ならびにそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤と、を含み、２以上７未満のpHを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ならびに
前記基板を前記ケミカルメカニカルポリッシングパッド及び前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物で研磨して、前記基板から前記カルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去すること、
を含む方法。 - 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、前記砥粒が、アルミナ又はセリアを含み、前記基板が、更にＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳを含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≧１０：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比、及び≧１０：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す、請求項１記載の方法。
- 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、前記砥粒が、コロイダルシリカであり、前記基板が、更にＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳを含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、０．１：１〜１０：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比、及び０．１：１〜１０：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す、請求項１記載の方法。
- 前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、フタル酸又は無水フタル酸を含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、酸化剤を含まない、請求項３記載の方法。
- 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり；前記砥粒が、コロイダルシリカであり；前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース２．５psi（１７．２kPa）で、４００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示し、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、請求項１記載の方法。
- 基板のケミカルメカニカルポリッシングの方法であって、
カルコゲナイド相変化合金を含む基板を提供すること；
水と、砥粒０．１〜２０重量％と、ハロゲン化合物０．４〜４重量％、フタル酸０．１〜４重量％、無水フタル酸０．１〜４重量％、ならびにそれらの塩、誘導体及び混合物から選択される少なくとも１種の研磨剤と、を含み、２．５〜６のpHを有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ならびに
前記基板を前記ケミカルメカニカルポリッシングパッド及び前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物で研磨して、前記基板から前記カルコゲナイド相変化合金を選択的又は非選択的に除去すること、
を含む方法。 - 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、前記砥粒が、アルミナ又はセリアを含み、前記基板が、更にＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳを含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≧１５：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比、及び≧１５：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す、請求項６記載の方法。
- 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり、前記砥粒が、コロイダルシリカであり、前記基板が、更にＳｉ３Ｎ４及びＴＥＯＳを含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、０．２：１〜５：１の、Ｓｉ３Ｎ４に対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比、及び０．２：１〜５：１の、ＴＥＯＳに対するゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金の除去速度選択比を示す、請求項６記載の方法。
- 前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、フタル酸又は無水フタル酸を含み、そして前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、酸化剤を含まない、請求項８記載の方法。
- 前記カルコゲナイド相変化合金が、ゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金であり；前記砥粒が、コロイダルシリカであり；前記ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、２００mm研磨機でプラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、ケミカルメカニカルポリッシング組成物の流速２００ml/分、及び名目ダウンフォース２．５psi（１７．２kPa）で、５００Å/分以上のゲルマニウム−アンチモン−テルル相変化合金除去速度を示し、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドが、高分子中空コア微粒子及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含有するポリウレタン研磨層を含む、請求項６記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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